二重空気膜構造
【課題】風圧等の短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上するとともに、送風機等の維持・管理費の高額化、膜の爆裂現象、補強の必要性等の二重空気膜構造特有の課題を解消する。
【解決手段】二重空気膜構造(1)は、可撓性膜(2,3)の間の膜間領域(5)に多数のコア(4)を収容した構成を有する。吸引管(7)が膜間領域と連通し、吸引手段(8)が膜間領域の空気を吸引する。封止手段(9)が膜間領域の負圧を維持するように機能する。膜間領域は減圧され、コア及び可撓性膜は密着し、コア同士は互いに密着する。コアは、可撓性膜内に気体を封入した気嚢からなる。
【解決手段】二重空気膜構造(1)は、可撓性膜(2,3)の間の膜間領域(5)に多数のコア(4)を収容した構成を有する。吸引管(7)が膜間領域と連通し、吸引手段(8)が膜間領域の空気を吸引する。封止手段(9)が膜間領域の負圧を維持するように機能する。膜間領域は減圧され、コア及び可撓性膜は密着し、コア同士は互いに密着する。コアは、可撓性膜内に気体を封入した気嚢からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重空気膜構造に関するものであり、より詳細には、可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持するように構成された二重空気膜構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気圧を利用して膜面に張力を与え、膜体の形態を安定化するとともに、風雪等の外的荷重に対する耐力を膜面の張力により確保する空気膜構造（ニューマチック構造）が知られている。空気膜構造は、空気を閉じ込める方式の相違により、一重空気膜構造及び二重空気膜構造に分類される。一重空気膜構造は、屋内空間の空気圧によって膜をドーム等の所定形状に保持する方式の膜構造であり、二重空気膜構造は、二重膜の間に空気を閉じ込め、膜間の空気圧により膜の張力を得る方式の膜構造である。
【０００３】
一重空気膜構造は、軽量性、柔軟性、自然光利用等の点で有利な構造である反面、大容積屋内空間の空気圧を制御し且つ維持・管理する必要性や、屋内空間の気密状態を維持するための開口部の気密構造の必要性等の点で不利がある。これに対し、上記二重空気膜構造は、二重膜の間の空間を加圧することから、屋内空間を常圧（大気圧）に設定し得る点において、一重空気膜構造に比べ有利である。
【０００４】
二重空気膜構造のアーチ又はドーム構造は、例えば、１９７０年に開催された万国博覧会（大阪万博、EXPO'70）や、１９８５年に開催された国際科学技術博覧会（TSUKUBA EXPO '85）等において、展示館等の屋根構造として採用されている。このような従来の二重空気膜構造の構成は、例えば、特開平７−２９３０４６号公報、特開平１０−１５９３９２号公報、特開平１１−３６６６７号公報、特開２００３−８２８８７号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平７−２９３０４６号公報
【特許文献２】特開平１０−１５９３９２号公報
【特許文献３】特開平１１−３６６６７号公報
【特許文献４】特開２００３−８２８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二重空気膜構造においては、二重膜間の空間に空気を圧入し、二重膜間の領域を正圧又は陽圧に維持・管理するように構成されていることから、上下の膜を相互連結する落し糸と膜との接合部に面外方向の引張力が作用し、落し糸及び膜の接合部が損傷し易く、外皮及び隔壁の間の剥離現象の発生も指摘されている。
【０００６】
従来の二重空気膜構造は又、風圧等の短期荷重に対する剛性が比較的低く、このため、補強の必要性や、構造体の形態・規模等の制約が生じ易い。他方、二重空気膜構造の水平剛性を向上すべく膜間の内圧を高圧に設定すると、送風機運転コストの高額化、膜の爆裂の懸念、構成部材に作用する高い応力、高い内圧に抗する補強の必要性、補強に伴う構造の複雑化等の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、風圧等の短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上するとともに、送風機等の維持・管理費の高額化、膜の爆裂現象、補強の必要性等の二重空気膜構造特有の課題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成すべく、第１及び第２の可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持する二重空気膜構造において、
気密性を有する前記可撓性膜の間に形成された膜間領域に多数のコアを収容し、前記膜間領域を減圧し、前記コア及び可撓性膜を密着させるとともに、前記コア同士を互いに密着させたことを特徴とする二重空気膜構造を提供する。
【０００９】
本発明の上記構成によれば、各コアは、膜間領域の圧力と大気圧との差圧によって隣接コア及び可撓性膜と接触する。コア及び可撓性膜の接触圧は、コアの位置を保持するように作用し、コア同士の接触圧は、コア間の剪断剛性（ずれ抵抗）を高めてコア全体を一体化するように作用する。従って、本発明の二重空気膜構造によれば、互いに圧接した多数のコアと、圧力下にコアと面接触した可撓性膜とから構成される一体的な構造体が実現する。本発明者の実験により、このような構成の二重空気膜構造が、剪断力として作用する面内方向の荷重に対して高い剛性を発揮すると判明した。従って、このような二重空気膜構造を屋根構造に適用した場合、屋根構造体は、風圧等の短期荷重に対して高い剛性を発揮する。また、コア同士の圧接により得られる接触面の剪断抵抗及び接触圧力は、自重及び積雪荷重等に抗する面外剛性を二重空気膜構造に付与する。
【００１０】
また、上記構成の二重空気膜構造によれば、過大な容量又は運転負荷の送風機を用いることなく、短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上することができるので、水平剛性向上に伴う送風機等の維持・管理費の高額化を抑制することができる。
【００１１】
更に、上記構成の二重空気膜構造においては、膜間領域の減圧に伴う膨張力が各コアに作用する一方、隣接コア及び可撓性膜との圧接による収縮力が各コアに作用する。即ち、各コアに作用する膨張力及び収縮力は、互いに打ち消すように作用するので、コアの爆裂又はコア外皮の破損・損傷等を防止することができる。
【００１２】
しかも、上記構成の二重空気膜構造では、落し糸や、隔壁等の補強材を膜間領域に配設することを要しないので、二重空気膜構造の構成を簡素化することができる。
【００１３】
また、上記構成の二重空気膜構造によれば、構造体の形態は、膜間領域の脱気によって固定されるので、コアの数量、配置、形態等を任意に設定することができる。これは、二重空気膜構造の構造体形状に関する設計自由度を大幅に向上させる。加えて、上記構成の二重空気膜構造では、膜間領域の脱気により形状が固定する反面、膜間領域に給気して形状保持力を解放することができる。従って、構築後の構造体の形態調整又は形態変更等を比較的容易に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、風圧等の短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上するとともに、送風機等の維持・管理費の高額化、膜の爆裂現象、補強の必要性等の二重空気膜構造特有の課題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記二重空気膜構造は、膜間領域と連通する吸引管と、吸引管を介して膜間領域の空気を吸引する吸引ファン又はブロワ等の吸引手段と、膜間領域の負圧を維持するための封止手段とを有する。封止手段は、例えば、吸引管に介装された逆止弁又は逆流防止弁、或いは、膜間領域の吸引口を閉塞する弁又は密閉栓等からなる。
【００１６】
所望により、透明又は半透明の素材からなる可撓性膜を使用し、コアの材質、形態、サイズ、色彩、模様等を適宜選択することにより、多種多様な視覚的バリエーションの構造体を実現することができる。
【００１７】
好ましくは、上記コアは、流体、流動物質又は粘性物質を可撓性外皮内に封入した球体からなり、外力に対する変形能を有する。更に好ましくは、上記コアは、気密な可撓性膜の中空密閉体の中に空気、不活性ガス（ヘリウム等）等の気体を封入した気嚢からなる。気嚢は、外力に対する変形能を有し、膜間領域の減圧時に互いに密着し、隣接する気嚢と面接触するように概ね多面体に変形する。可撓性膜の皮膜には、膜間領域の減圧による膨張力が作用するとともに、隣接気嚢及び膜との圧接による収縮力が作用する。気嚢の皮膜に作用する膨張力は、気嚢の皮膜に作用する収縮力によって少なくとも部分的に打ち消される。従って、気嚢の爆裂又は気嚢皮膜の破損・損傷は、気嚢に作用する収縮力によって抑制される。
【００１８】
気嚢は、外力や、衝撃に対して変形し且つ内圧変動し、外力又は衝撃を吸収し又は緩衝する。従って、本発明の二重空気膜構造を外力吸収手段又は衝撃緩衝手段として使用することができる。また、気体を封入した気嚢は、高い断熱性能を発揮するので、本発明の二重空気膜構造を断熱手段として使用することができる。
【００１９】
本発明の二重空気膜構造は、アーチ又はドーム等の屋根構造体や、構築物の壁体に好ましく適用し得るが、このような二重空気膜構造の性質を利用し、車両用ボディ又はバンパー等の車体部分、遊戯施設の構造体、部品又は部材、各種のイベント用品、美術造形作品等に本発明の二重空気膜構造を適用しても良い。
【００２０】
上記コア内には、ゲル状物質、粒状物質、粘性物質等を封入しても良い。このような物質を封入したコアは、外力に対する変形能に関し、空気等を封入した気嚢とは異なる物性を発揮する。
【００２１】
変形例として、発泡樹脂成形体、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の樹脂硬化体、或いは、金属又はセラミックス等の剛体によりコアを形成して良い。このような比較的高剛性のコアを膜間領域に収容した場合においても、可撓性膜の素材、減圧時の吸引圧力等を適切に設計することにより、コア同士の圧接状態を維持し、二重空気膜構造の一体性を維持することができる。
【実施例１】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係る二重空気膜構造の基本構成を示す平面図及び断面図である。
【００２３】
図１に示す如く、二重空気膜構造１は、上下の可撓性膜２、３と、膜２、３の間の膜間領域５に挿入された多数の気嚢４とから構成される。可撓性膜２、３は、例えば、ポリエステル樹脂又はフッ素樹脂等の樹脂フィルムからなり、平面視同一形状を有する。可撓性膜２、３の外縁部は、枠体６によって気密状態に拘束される。
【００２４】
図１〜図３には、可撓性膜２、３の両側の縁部分を拘束する枠体６の部分のみが図示されているが、枠体６は、可撓性膜２、３の全周に亘って延在する。気嚢４は、可撓性を有する気密性外皮の中に空気を充填した球形バルーン（風船）からなり、互いに独立した状態で膜間領域５に収容される。気嚢４の外皮は、樹脂フィルム又は樹脂シート、例えば、ポリエステル樹脂又はフッ素樹脂等の樹脂フィルムからなる。
【００２５】
膜間領域５の初期圧力は、周囲雰囲気と実質的に同じ圧力（本例では、大気圧）である。膜間領域５の空気を吸引するための吸引管７が、膜間領域５に挿入される。吸引管７の吸引口７ａは、膜間領域５に開口する。吸引管７は、膜外に延び、吸引ファン８の吸引口に接続される。吸引ファン８は、膜間領域５の空気を大気に排気する強制排気ファンからなり、吸引ファン８の電動機（図示せず）は、駆動電源（図示せず）に接続される。吸引ファン８から膜間領域５への空気の逆流を阻止する逆止弁又は逆流防止用制御弁９が、吸引管７に介装される。
【００２６】
吸引ファン８を作動させると、吸引ファン８の排気吸引圧力が吸引管７を介して膜間領域５に作用する。膜間領域５の空気は、吸引管７を介して吸引ファン８に吸引され、大気に放出される。膜間領域５は減圧し、上下の膜２、３は互いに接近する。同時に、気嚢４同士が互いに接近し、気嚢４間の隙間が縮小する。膜間領域５の減圧に伴って、膜２、３は気嚢４に密着し始め、気嚢４同士は互いに点接触して一体化し始める。このような減圧時の状態が図２に示されている。所望により、膜間領域５を減圧する際に気嚢４を強制的に移動させても良い。
【００２７】
吸引ファン８の作動を継続すると、膜間領域５は更に減圧し、膜間領域５の圧力は、吸引ファン８の排気能力に相応した圧力において安定する。膜間領域５の減圧時には、膜間領域５の減圧と関連した膨張力が各気嚢４に作用する。同時に、隣接する気嚢４及び膜２、３に各気嚢４が押圧される際に生じる反作用として、収縮力が各気嚢４に作用する。減圧時に気嚢４の皮膜に作用する膨張力は、気嚢４の皮膜に作用する収縮力によって少なくとも部分的に打ち消される。従って、減圧時の膨張力に起因する気嚢４の爆裂又は気嚢皮膜の破損・損傷は、気嚢４に作用する収縮力によって抑制され又は緩和される。
【００２８】
膜間領域４を実質的に完全に脱気した状態が図３に示されている。気嚢４は、隣接する気嚢４及び膜２、３に面接触し、概ね多面体に変形する。各気嚢４は、膜間領域５の圧力と大気圧との間の差圧拡大に伴って圧密化される。この結果、気嚢４間の接触圧力は増大し、気嚢４及び膜２、３の接触圧力は増大する。膜２、３と気嚢４との接触圧力は、気嚢４の位置を保持するように作用し、気嚢４同士の接触圧力は、気嚢４間の剪断剛性（ずれ抵抗）を高めて多数の気嚢４を固結し、一体化する。かくして、可撓性膜２、３と、脱気状態の膜間領域５に配置した多数の気嚢４とから構成される一体的な二重空気膜構造１が形成される。
【００２９】
従来の二重空気膜構造においては、その形状を保持するために、上下の膜を連結する落とし糸が膜間領域に配設され、落とし糸には、引張力が作用するのに対し、本発明の二重空気膜構造１においては、大気圧と膜間領域５の圧力との差圧が上下の膜２、３に作用し、二重空気膜構造１の形状は、この差圧によって保持される。
【００３０】
図４及び図５は、二重空気膜構造１の剪断変形実験に使用した供試体の構成を示す正面図及び断面図であり、図６は、剪断変形実験の実験結果を示す線図である。
【００３１】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、比較例として、正方形の枠体５６を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した供試体が示されている。枠体５６は、４体の帯状木板を正方形枠に組付けた木枠からなり、枠体５６の連接部（角部）は、実質的な剪断剛性を発揮しないピン接合形式の接合構造によって接合されている。
【００３２】
図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示す供試体５１は、正方形の枠体５６内に気嚢５４を上下左右に整列配置（直交配列）し、枠体５６及び気嚢５４を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した構成を有する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す供試体５１’は、正方形の枠体５６内に気嚢５４を千鳥配列し、枠体５６及び気嚢５４を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した構成を有する。気密袋５０の正面部分は、前述の可撓性膜２に相当し、気密袋５０の背面部分は、前述の可撓性膜３に相当する。
【００３３】
吸引ファン５８に接続した吸引管５７が、膜間領域５５に挿入され、吸引管５７の吸引口５７ａが、膜間領域５５に開口する。吸引管５７には、逆止弁又は逆流防止用制御弁５９が介装される。吸引ファン５８の作動により、膜間領域５５は減圧される。
【００３４】
剪断変形実験において、枠体５６の寸法は、幅Ｗ＝４５０mm（内法寸法）、全高Ｈ＝４５０mm（内法寸法）、奥行Ｄ＝９０mmに設定され、気嚢４の初期直径Ｒは、９０mmに設定された。吸引ファン５８が作動され、吸引ファン５８の最大排気能力の下で膜間領域５５が減圧された。
【００３５】
比較例に係る供試体（図４（Ａ）及び図４（Ｂ））の膜間領域５５を減圧した状態が、図４（Ｇ）に示されている。気密袋５０は、膜間領域５５において互いに密着した。気嚢５４を千鳥配列した供試体５１を減圧した状態が、図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示され、気嚢５４を直交配列した供試体５１’を減圧した状態が、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）に示されている。気密袋５０の正面部分及び背面部分は、気嚢４に面接触し、気嚢４は、隣接する気嚢４と圧接状態に密着し、概ね多面体に変形した。
【００３６】
脱気後の供試体５１、５１’は、図４（Ｅ）及び図５（Ｃ）に矢印Ｐ（圧縮荷重）で示すように対角線方向に圧縮され、枠体５６及び供試体５１、５１’の変形（対角線方向の変位量）が計測された。比較例に係る供試体においても又、図４（Ａ）に矢印Ｐ（圧縮荷重）で示すように対角線方向の圧縮荷重Ｐが枠体５６に加えられ、枠体５６の変形（対角線方向の変位量）が計測された。変位量の測定結果が図６に示されている。
【００３７】
図６に示す如く、気嚢４を内蔵しない比較例の供試体（図４（Ｇ））は、圧縮荷重Ｐ＝５０Ｎで破壊した。しかしながら、直交配列の気嚢５４を内蔵した供試体５１は、圧縮荷重Ｐの増大につれて変位量を増大させるものの、圧縮荷重Ｐ＝１００Ｎを超える圧縮荷重Ｐで破壊し、千鳥配列の気嚢５４を内蔵した供試体５１’は、圧縮荷重Ｐの増大につれて変位量を増大させるものの、圧縮荷重Ｐ＝２００Ｎを超える圧縮荷重Ｐで破壊した。
【００３８】
このような剪断変形実験の結果、気嚢５４を内蔵した脱気後の供試体５１、５１’は、気嚢５４を内蔵しない比較例の供試体（図４（Ｇ））に比べて遥かに高い剪断剛性を発揮することが判明した。即ち、可撓性膜２、３と、脱気状態の膜間領域５に配置した多数の気嚢４とから構成される前述の二重空気膜構造１は、面内方向の荷重に耐える高い剪断剛性を発揮することが確認された。
【００３９】
また、上記実験結果は、気嚢５４の配置の相違によって剪断剛性が相違し、千鳥配列の気嚢４を内蔵した二重空気膜構造１が、直交配列の気嚢４を内蔵した二重空気膜構造１に比べて高い剪断剛性を発揮することを示している。
【００４０】
図７は、気嚢４を可撓性膜２、３の間に収容した脱気状態の二重空気膜構造１の形態を示す写真である。気嚢４は、千鳥配置に配列され、可撓性膜２、３は、気嚢４に密着し、気嚢４同士は、互いに面接触し、概ね多面体に変形している。
【００４１】
図８は、本発明の二重空気膜構造を適用したドーム状の屋根構造体を示す概略断面図であり、図９は、図８に示す屋根構造体の部分拡大断面図である。
【００４２】
図８及び図９に示す二重空気膜構造のドーム１０は、前述の枠体６に相応する環状基部１６上に架設される。可撓性膜１２、１３の外縁部は、枠体６によって気密状態に拘束される。空気を封入した樹脂製球形バルーンからなる多数の気嚢１４が、可撓性膜１２、１３の間に収容される。可撓性膜１２、１３の膜間領域の空気を吸引するための吸引管１７が、膜間領域に開口し、吸引ファン１８の吸引圧力が膜間領域に作用する。逆止弁又は逆流防止用制御弁１９が、吸引管１７に介装される。吸引ファン１８の作動により、膜間領域は真空状態に近い状態に減圧する。弁１９は、膜間領域に形成された負圧又は陰圧を維持するように機能する。
【００４３】
図１０は、二重空気膜構造によって形成されたアーチ状屋根構造体の概略斜視図であり、図１１は、図１０に示す屋根構造体の屋根面部分拡大展開図である。
【００４４】
図１０及び図１１に示す屋根構造体は、外縁部分を基部２６によって気密状態に拘束された二重空気膜構造のアーチ２０からなる。基部２６は、左右の水平基部２６ａと、妻側に半円状に延在するアーチ部分２６ｂとを一体化した剛構造を有する。空気を封入した樹脂製球形バルーンからなる多数の気嚢２４が、可撓性膜２２、２３の間に収容される。可撓性膜２２、２３の膜間領域の空気を吸引するための吸引管２７が、膜間領域に開口し、吸引ファン２８の吸引圧力が膜間領域に作用する。逆止弁又は逆流防止用制御弁２９が、吸引管２７に介装される。吸引ファン２８の作動により、膜間領域は真空状態に近い状態に減圧する。弁２９は、膜間領域に形成された負圧又は陰圧を維持するように機能する。
【００４５】
このようなドーム１０及びアーチ２０においては、膜間領域の減圧の結果、気嚢１４は、隣接気嚢１４及び膜１２、１３に面接触し、概ね多面体に変形する。初期的には独立した多数の気嚢１４は、膜間領域の圧力と大気圧との間の差圧拡大に伴って圧密化される。気嚢１４間の接触圧力の増大と、気嚢１４及び膜１２、１３の接触圧力の増大とにより、多数の気嚢１４は互いに固結され、気嚢１４及び膜１２、１３は一体化する。この結果、各気嚢１４の間には、ドーム１０又はアーチ２０の自重及び積雪荷重等の鉛直荷重に耐え且つ風圧等の短期荷重に抗する高い剪断剛性（ずれ抵抗）が発生する。
【００４６】
かくして、本発明の二重空気膜構造を有するドーム１０及びアーチ２０は、主として、多数の気嚢１４、２４に密着した可撓性膜１２、１３、２２、２３の形態保持力と、互いに密着した気嚢１４、２４の間に働く剪断剛性（ずれ抵抗）とによって、自重及び降雪等の鉛直荷重に抗するとともに、風圧等の短期荷重に対して高い剛性を発揮する。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施例において、気密な樹脂製外皮の中に空気を封入した気嚢をコアとして使用しているが、液体、ゲル状物質、粒状物質、粘性物質等を外皮内に封入した球形セル等の密封体をコアとして使用しても良い。
また、上記実施例において、膜間領域の圧力を検出して膜間領域の圧力を制御する制御装置を吸引ファンの制御系に配設しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の二重空気膜構造は、アーチ又はドーム等の屋根構造体や、構築物の壁体等に好ましく適用される。
【００５０】
車両用ボディ又はバンパー等の車体部分、遊戯施設の構造体、部品又は部材、各種のイベント用品、美術造形作品等に本発明の二重空気膜構造を適用しても良い。
【００５１】
本発明の二重空気膜構造を適用した構造体は、コアの規格化等により比較的容易に量産化し得るので、実用化に適しており、また、各種の用途に応用することができるので、その実利性は、極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る二重空気膜構造の基本構成を示す平面図及び断面図であり、膜間領域を減圧する前の状態が示されている。
【図２】図１に示す二重空気膜構造の平面図及び断面図であり、膜間領域の減圧過程が示されている。
【図３】図１及び図２に示す二重空気膜構造の平面図及び断面図であり、膜間領域減圧後の状態が示されている。
【図４】二重空気膜構造の剪断変形実験に使用した気嚢直交配列の供試体の構成を示す正面図及び断面図である。
【図５】二重空気膜構造の剪断変形実験に使用した気嚢千鳥配列の供試体の構成を示す正面図及び断面図である。
【図６】剪断変形実験の実験結果を示す線図である。
【図７】気嚢を可撓性膜の間に収容した脱気状態の二重空気膜構造の形態を示す写真である。
【図８】本発明の二重空気膜構造を適用したドーム状の屋根構造体を示す概略断面図である。
【図９】図８に示す屋根構造体の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の二重空気膜構造を適用したアーチ状屋根構造体の概略斜視図である。
【図１１】図１０に示す屋根構造体の屋根面部分拡大展開図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 二重空気膜構造
２ 可撓性膜
３ 可撓性膜
４ 気嚢（コア）
５ 膜間領域
６ 枠体
７ 吸引管
８ 吸引ファン
９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
１０ ドーム（二重空気膜構造）
１２ 可撓性膜
１３ 可撓性膜
１４ 気嚢（コア）
１６ 基部
１７ 吸引管
１８ 吸引ファン
１９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
２０ アーチ（二重空気膜構造）
２２ 可撓性膜
２３ 可撓性膜
２４ 気嚢（コア）
２６ 基部
２７ 吸引管
２８ 吸引ファン
２９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二重空気膜構造に関するものであり、より詳細には、可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持するように構成された二重空気膜構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気圧を利用して膜面に張力を与え、膜体の形態を安定化するとともに、風雪等の外的荷重に対する耐力を膜面の張力により確保する空気膜構造（ニューマチック構造）が知られている。空気膜構造は、空気を閉じ込める方式の相違により、一重空気膜構造及び二重空気膜構造に分類される。一重空気膜構造は、屋内空間の空気圧によって膜をドーム等の所定形状に保持する方式の膜構造であり、二重空気膜構造は、二重膜の間に空気を閉じ込め、膜間の空気圧により膜の張力を得る方式の膜構造である。
【０００３】
一重空気膜構造は、軽量性、柔軟性、自然光利用等の点で有利な構造である反面、大容積屋内空間の空気圧を制御し且つ維持・管理する必要性や、屋内空間の気密状態を維持するための開口部の気密構造の必要性等の点で不利がある。これに対し、上記二重空気膜構造は、二重膜の間の空間を加圧することから、屋内空間を常圧（大気圧）に設定し得る点において、一重空気膜構造に比べ有利である。
【０００４】
二重空気膜構造のアーチ又はドーム構造は、例えば、１９７０年に開催された万国博覧会（大阪万博、EXPO'70）や、１９８５年に開催された国際科学技術博覧会（TSUKUBA EXPO '85）等において、展示館等の屋根構造として採用されている。このような従来の二重空気膜構造の構成は、例えば、特開平７−２９３０４６号公報、特開平１０−１５９３９２号公報、特開平１１−３６６６７号公報、特開２００３−８２８８７号公報に開示されている。
【特許文献１】特開平７−２９３０４６号公報
【特許文献２】特開平１０−１５９３９２号公報
【特許文献３】特開平１１−３６６６７号公報
【特許文献４】特開２００３−８２８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の二重空気膜構造においては、二重膜間の空間に空気を圧入し、二重膜間の領域を正圧又は陽圧に維持・管理するように構成されていることから、上下の膜を相互連結する落し糸と膜との接合部に面外方向の引張力が作用し、落し糸及び膜の接合部が損傷し易く、外皮及び隔壁の間の剥離現象の発生も指摘されている。
【０００６】
従来の二重空気膜構造は又、風圧等の短期荷重に対する剛性が比較的低く、このため、補強の必要性や、構造体の形態・規模等の制約が生じ易い。他方、二重空気膜構造の水平剛性を向上すべく膜間の内圧を高圧に設定すると、送風機運転コストの高額化、膜の爆裂の懸念、構成部材に作用する高い応力、高い内圧に抗する補強の必要性、補強に伴う構造の複雑化等の問題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、風圧等の短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上するとともに、送風機等の維持・管理費の高額化、膜の爆裂現象、補強の必要性等の二重空気膜構造特有の課題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成すべく、第１及び第２の可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持する二重空気膜構造において、
気密性を有する前記可撓性膜の間に形成された膜間領域に多数のコアを収容し、前記膜間領域を減圧し、前記コア及び可撓性膜を密着させるとともに、前記コア同士を互いに密着させたことを特徴とする二重空気膜構造を提供する。
【０００９】
本発明の上記構成によれば、各コアは、膜間領域の圧力と大気圧との差圧によって隣接コア及び可撓性膜と接触する。コア及び可撓性膜の接触圧は、コアの位置を保持するように作用し、コア同士の接触圧は、コア間の剪断剛性（ずれ抵抗）を高めてコア全体を一体化するように作用する。従って、本発明の二重空気膜構造によれば、互いに圧接した多数のコアと、圧力下にコアと面接触した可撓性膜とから構成される一体的な構造体が実現する。本発明者の実験により、このような構成の二重空気膜構造が、剪断力として作用する面内方向の荷重に対して高い剛性を発揮すると判明した。従って、このような二重空気膜構造を屋根構造に適用した場合、屋根構造体は、風圧等の短期荷重に対して高い剛性を発揮する。また、コア同士の圧接により得られる接触面の剪断抵抗及び接触圧力は、自重及び積雪荷重等に抗する面外剛性を二重空気膜構造に付与する。
【００１０】
また、上記構成の二重空気膜構造によれば、過大な容量又は運転負荷の送風機を用いることなく、短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上することができるので、水平剛性向上に伴う送風機等の維持・管理費の高額化を抑制することができる。
【００１１】
更に、上記構成の二重空気膜構造においては、膜間領域の減圧に伴う膨張力が各コアに作用する一方、隣接コア及び可撓性膜との圧接による収縮力が各コアに作用する。即ち、各コアに作用する膨張力及び収縮力は、互いに打ち消すように作用するので、コアの爆裂又はコア外皮の破損・損傷等を防止することができる。
【００１２】
しかも、上記構成の二重空気膜構造では、落し糸や、隔壁等の補強材を膜間領域に配設することを要しないので、二重空気膜構造の構成を簡素化することができる。
【００１３】
また、上記構成の二重空気膜構造によれば、構造体の形態は、膜間領域の脱気によって固定されるので、コアの数量、配置、形態等を任意に設定することができる。これは、二重空気膜構造の構造体形状に関する設計自由度を大幅に向上させる。加えて、上記構成の二重空気膜構造では、膜間領域の脱気により形状が固定する反面、膜間領域に給気して形状保持力を解放することができる。従って、構築後の構造体の形態調整又は形態変更等を比較的容易に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、風圧等の短期荷重に対する二重空気膜構造の剛性を向上するとともに、送風機等の維持・管理費の高額化、膜の爆裂現象、補強の必要性等の二重空気膜構造特有の課題を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記二重空気膜構造は、膜間領域と連通する吸引管と、吸引管を介して膜間領域の空気を吸引する吸引ファン又はブロワ等の吸引手段と、膜間領域の負圧を維持するための封止手段とを有する。封止手段は、例えば、吸引管に介装された逆止弁又は逆流防止弁、或いは、膜間領域の吸引口を閉塞する弁又は密閉栓等からなる。
【００１６】
所望により、透明又は半透明の素材からなる可撓性膜を使用し、コアの材質、形態、サイズ、色彩、模様等を適宜選択することにより、多種多様な視覚的バリエーションの構造体を実現することができる。
【００１７】
好ましくは、上記コアは、流体、流動物質又は粘性物質を可撓性外皮内に封入した球体からなり、外力に対する変形能を有する。更に好ましくは、上記コアは、気密な可撓性膜の中空密閉体の中に空気、不活性ガス（ヘリウム等）等の気体を封入した気嚢からなる。気嚢は、外力に対する変形能を有し、膜間領域の減圧時に互いに密着し、隣接する気嚢と面接触するように概ね多面体に変形する。可撓性膜の皮膜には、膜間領域の減圧による膨張力が作用するとともに、隣接気嚢及び膜との圧接による収縮力が作用する。気嚢の皮膜に作用する膨張力は、気嚢の皮膜に作用する収縮力によって少なくとも部分的に打ち消される。従って、気嚢の爆裂又は気嚢皮膜の破損・損傷は、気嚢に作用する収縮力によって抑制される。
【００１８】
気嚢は、外力や、衝撃に対して変形し且つ内圧変動し、外力又は衝撃を吸収し又は緩衝する。従って、本発明の二重空気膜構造を外力吸収手段又は衝撃緩衝手段として使用することができる。また、気体を封入した気嚢は、高い断熱性能を発揮するので、本発明の二重空気膜構造を断熱手段として使用することができる。
【００１９】
本発明の二重空気膜構造は、アーチ又はドーム等の屋根構造体や、構築物の壁体に好ましく適用し得るが、このような二重空気膜構造の性質を利用し、車両用ボディ又はバンパー等の車体部分、遊戯施設の構造体、部品又は部材、各種のイベント用品、美術造形作品等に本発明の二重空気膜構造を適用しても良い。
【００２０】
上記コア内には、ゲル状物質、粒状物質、粘性物質等を封入しても良い。このような物質を封入したコアは、外力に対する変形能に関し、空気等を封入した気嚢とは異なる物性を発揮する。
【００２１】
変形例として、発泡樹脂成形体、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂等の樹脂硬化体、或いは、金属又はセラミックス等の剛体によりコアを形成して良い。このような比較的高剛性のコアを膜間領域に収容した場合においても、可撓性膜の素材、減圧時の吸引圧力等を適切に設計することにより、コア同士の圧接状態を維持し、二重空気膜構造の一体性を維持することができる。
【実施例１】
【００２２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図１〜図３は、本発明に係る二重空気膜構造の基本構成を示す平面図及び断面図である。
【００２３】
図１に示す如く、二重空気膜構造１は、上下の可撓性膜２、３と、膜２、３の間の膜間領域５に挿入された多数の気嚢４とから構成される。可撓性膜２、３は、例えば、ポリエステル樹脂又はフッ素樹脂等の樹脂フィルムからなり、平面視同一形状を有する。可撓性膜２、３の外縁部は、枠体６によって気密状態に拘束される。
【００２４】
図１〜図３には、可撓性膜２、３の両側の縁部分を拘束する枠体６の部分のみが図示されているが、枠体６は、可撓性膜２、３の全周に亘って延在する。気嚢４は、可撓性を有する気密性外皮の中に空気を充填した球形バルーン（風船）からなり、互いに独立した状態で膜間領域５に収容される。気嚢４の外皮は、樹脂フィルム又は樹脂シート、例えば、ポリエステル樹脂又はフッ素樹脂等の樹脂フィルムからなる。
【００２５】
膜間領域５の初期圧力は、周囲雰囲気と実質的に同じ圧力（本例では、大気圧）である。膜間領域５の空気を吸引するための吸引管７が、膜間領域５に挿入される。吸引管７の吸引口７ａは、膜間領域５に開口する。吸引管７は、膜外に延び、吸引ファン８の吸引口に接続される。吸引ファン８は、膜間領域５の空気を大気に排気する強制排気ファンからなり、吸引ファン８の電動機（図示せず）は、駆動電源（図示せず）に接続される。吸引ファン８から膜間領域５への空気の逆流を阻止する逆止弁又は逆流防止用制御弁９が、吸引管７に介装される。
【００２６】
吸引ファン８を作動させると、吸引ファン８の排気吸引圧力が吸引管７を介して膜間領域５に作用する。膜間領域５の空気は、吸引管７を介して吸引ファン８に吸引され、大気に放出される。膜間領域５は減圧し、上下の膜２、３は互いに接近する。同時に、気嚢４同士が互いに接近し、気嚢４間の隙間が縮小する。膜間領域５の減圧に伴って、膜２、３は気嚢４に密着し始め、気嚢４同士は互いに点接触して一体化し始める。このような減圧時の状態が図２に示されている。所望により、膜間領域５を減圧する際に気嚢４を強制的に移動させても良い。
【００２７】
吸引ファン８の作動を継続すると、膜間領域５は更に減圧し、膜間領域５の圧力は、吸引ファン８の排気能力に相応した圧力において安定する。膜間領域５の減圧時には、膜間領域５の減圧と関連した膨張力が各気嚢４に作用する。同時に、隣接する気嚢４及び膜２、３に各気嚢４が押圧される際に生じる反作用として、収縮力が各気嚢４に作用する。減圧時に気嚢４の皮膜に作用する膨張力は、気嚢４の皮膜に作用する収縮力によって少なくとも部分的に打ち消される。従って、減圧時の膨張力に起因する気嚢４の爆裂又は気嚢皮膜の破損・損傷は、気嚢４に作用する収縮力によって抑制され又は緩和される。
【００２８】
膜間領域４を実質的に完全に脱気した状態が図３に示されている。気嚢４は、隣接する気嚢４及び膜２、３に面接触し、概ね多面体に変形する。各気嚢４は、膜間領域５の圧力と大気圧との間の差圧拡大に伴って圧密化される。この結果、気嚢４間の接触圧力は増大し、気嚢４及び膜２、３の接触圧力は増大する。膜２、３と気嚢４との接触圧力は、気嚢４の位置を保持するように作用し、気嚢４同士の接触圧力は、気嚢４間の剪断剛性（ずれ抵抗）を高めて多数の気嚢４を固結し、一体化する。かくして、可撓性膜２、３と、脱気状態の膜間領域５に配置した多数の気嚢４とから構成される一体的な二重空気膜構造１が形成される。
【００２９】
従来の二重空気膜構造においては、その形状を保持するために、上下の膜を連結する落とし糸が膜間領域に配設され、落とし糸には、引張力が作用するのに対し、本発明の二重空気膜構造１においては、大気圧と膜間領域５の圧力との差圧が上下の膜２、３に作用し、二重空気膜構造１の形状は、この差圧によって保持される。
【００３０】
図４及び図５は、二重空気膜構造１の剪断変形実験に使用した供試体の構成を示す正面図及び断面図であり、図６は、剪断変形実験の実験結果を示す線図である。
【００３１】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、比較例として、正方形の枠体５６を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した供試体が示されている。枠体５６は、４体の帯状木板を正方形枠に組付けた木枠からなり、枠体５６の連接部（角部）は、実質的な剪断剛性を発揮しないピン接合形式の接合構造によって接合されている。
【００３２】
図４（Ｃ）及び図４（Ｄ）に示す供試体５１は、正方形の枠体５６内に気嚢５４を上下左右に整列配置（直交配列）し、枠体５６及び気嚢５４を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した構成を有する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す供試体５１’は、正方形の枠体５６内に気嚢５４を千鳥配列し、枠体５６及び気嚢５４を可撓性樹脂フィルムの気密袋５０内に収容した構成を有する。気密袋５０の正面部分は、前述の可撓性膜２に相当し、気密袋５０の背面部分は、前述の可撓性膜３に相当する。
【００３３】
吸引ファン５８に接続した吸引管５７が、膜間領域５５に挿入され、吸引管５７の吸引口５７ａが、膜間領域５５に開口する。吸引管５７には、逆止弁又は逆流防止用制御弁５９が介装される。吸引ファン５８の作動により、膜間領域５５は減圧される。
【００３４】
剪断変形実験において、枠体５６の寸法は、幅Ｗ＝４５０mm（内法寸法）、全高Ｈ＝４５０mm（内法寸法）、奥行Ｄ＝９０mmに設定され、気嚢４の初期直径Ｒは、９０mmに設定された。吸引ファン５８が作動され、吸引ファン５８の最大排気能力の下で膜間領域５５が減圧された。
【００３５】
比較例に係る供試体（図４（Ａ）及び図４（Ｂ））の膜間領域５５を減圧した状態が、図４（Ｇ）に示されている。気密袋５０は、膜間領域５５において互いに密着した。気嚢５４を千鳥配列した供試体５１を減圧した状態が、図４（Ｅ）及び図４（Ｆ）に示され、気嚢５４を直交配列した供試体５１’を減圧した状態が、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）に示されている。気密袋５０の正面部分及び背面部分は、気嚢４に面接触し、気嚢４は、隣接する気嚢４と圧接状態に密着し、概ね多面体に変形した。
【００３６】
脱気後の供試体５１、５１’は、図４（Ｅ）及び図５（Ｃ）に矢印Ｐ（圧縮荷重）で示すように対角線方向に圧縮され、枠体５６及び供試体５１、５１’の変形（対角線方向の変位量）が計測された。比較例に係る供試体においても又、図４（Ａ）に矢印Ｐ（圧縮荷重）で示すように対角線方向の圧縮荷重Ｐが枠体５６に加えられ、枠体５６の変形（対角線方向の変位量）が計測された。変位量の測定結果が図６に示されている。
【００３７】
図６に示す如く、気嚢４を内蔵しない比較例の供試体（図４（Ｇ））は、圧縮荷重Ｐ＝５０Ｎで破壊した。しかしながら、直交配列の気嚢５４を内蔵した供試体５１は、圧縮荷重Ｐの増大につれて変位量を増大させるものの、圧縮荷重Ｐ＝１００Ｎを超える圧縮荷重Ｐで破壊し、千鳥配列の気嚢５４を内蔵した供試体５１’は、圧縮荷重Ｐの増大につれて変位量を増大させるものの、圧縮荷重Ｐ＝２００Ｎを超える圧縮荷重Ｐで破壊した。
【００３８】
このような剪断変形実験の結果、気嚢５４を内蔵した脱気後の供試体５１、５１’は、気嚢５４を内蔵しない比較例の供試体（図４（Ｇ））に比べて遥かに高い剪断剛性を発揮することが判明した。即ち、可撓性膜２、３と、脱気状態の膜間領域５に配置した多数の気嚢４とから構成される前述の二重空気膜構造１は、面内方向の荷重に耐える高い剪断剛性を発揮することが確認された。
【００３９】
また、上記実験結果は、気嚢５４の配置の相違によって剪断剛性が相違し、千鳥配列の気嚢４を内蔵した二重空気膜構造１が、直交配列の気嚢４を内蔵した二重空気膜構造１に比べて高い剪断剛性を発揮することを示している。
【００４０】
図７は、気嚢４を可撓性膜２、３の間に収容した脱気状態の二重空気膜構造１の形態を示す写真である。気嚢４は、千鳥配置に配列され、可撓性膜２、３は、気嚢４に密着し、気嚢４同士は、互いに面接触し、概ね多面体に変形している。
【００４１】
図８は、本発明の二重空気膜構造を適用したドーム状の屋根構造体を示す概略断面図であり、図９は、図８に示す屋根構造体の部分拡大断面図である。
【００４２】
図８及び図９に示す二重空気膜構造のドーム１０は、前述の枠体６に相応する環状基部１６上に架設される。可撓性膜１２、１３の外縁部は、枠体６によって気密状態に拘束される。空気を封入した樹脂製球形バルーンからなる多数の気嚢１４が、可撓性膜１２、１３の間に収容される。可撓性膜１２、１３の膜間領域の空気を吸引するための吸引管１７が、膜間領域に開口し、吸引ファン１８の吸引圧力が膜間領域に作用する。逆止弁又は逆流防止用制御弁１９が、吸引管１７に介装される。吸引ファン１８の作動により、膜間領域は真空状態に近い状態に減圧する。弁１９は、膜間領域に形成された負圧又は陰圧を維持するように機能する。
【００４３】
図１０は、二重空気膜構造によって形成されたアーチ状屋根構造体の概略斜視図であり、図１１は、図１０に示す屋根構造体の屋根面部分拡大展開図である。
【００４４】
図１０及び図１１に示す屋根構造体は、外縁部分を基部２６によって気密状態に拘束された二重空気膜構造のアーチ２０からなる。基部２６は、左右の水平基部２６ａと、妻側に半円状に延在するアーチ部分２６ｂとを一体化した剛構造を有する。空気を封入した樹脂製球形バルーンからなる多数の気嚢２４が、可撓性膜２２、２３の間に収容される。可撓性膜２２、２３の膜間領域の空気を吸引するための吸引管２７が、膜間領域に開口し、吸引ファン２８の吸引圧力が膜間領域に作用する。逆止弁又は逆流防止用制御弁２９が、吸引管２７に介装される。吸引ファン２８の作動により、膜間領域は真空状態に近い状態に減圧する。弁２９は、膜間領域に形成された負圧又は陰圧を維持するように機能する。
【００４５】
このようなドーム１０及びアーチ２０においては、膜間領域の減圧の結果、気嚢１４は、隣接気嚢１４及び膜１２、１３に面接触し、概ね多面体に変形する。初期的には独立した多数の気嚢１４は、膜間領域の圧力と大気圧との間の差圧拡大に伴って圧密化される。気嚢１４間の接触圧力の増大と、気嚢１４及び膜１２、１３の接触圧力の増大とにより、多数の気嚢１４は互いに固結され、気嚢１４及び膜１２、１３は一体化する。この結果、各気嚢１４の間には、ドーム１０又はアーチ２０の自重及び積雪荷重等の鉛直荷重に耐え且つ風圧等の短期荷重に抗する高い剪断剛性（ずれ抵抗）が発生する。
【００４６】
かくして、本発明の二重空気膜構造を有するドーム１０及びアーチ２０は、主として、多数の気嚢１４、２４に密着した可撓性膜１２、１３、２２、２３の形態保持力と、互いに密着した気嚢１４、２４の間に働く剪断剛性（ずれ抵抗）とによって、自重及び降雪等の鉛直荷重に抗するとともに、風圧等の短期荷重に対して高い剛性を発揮する。
【００４７】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
【００４８】
例えば、上記実施例において、気密な樹脂製外皮の中に空気を封入した気嚢をコアとして使用しているが、液体、ゲル状物質、粒状物質、粘性物質等を外皮内に封入した球形セル等の密封体をコアとして使用しても良い。
また、上記実施例において、膜間領域の圧力を検出して膜間領域の圧力を制御する制御装置を吸引ファンの制御系に配設しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の二重空気膜構造は、アーチ又はドーム等の屋根構造体や、構築物の壁体等に好ましく適用される。
【００５０】
車両用ボディ又はバンパー等の車体部分、遊戯施設の構造体、部品又は部材、各種のイベント用品、美術造形作品等に本発明の二重空気膜構造を適用しても良い。
【００５１】
本発明の二重空気膜構造を適用した構造体は、コアの規格化等により比較的容易に量産化し得るので、実用化に適しており、また、各種の用途に応用することができるので、その実利性は、極めて高い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る二重空気膜構造の基本構成を示す平面図及び断面図であり、膜間領域を減圧する前の状態が示されている。
【図２】図１に示す二重空気膜構造の平面図及び断面図であり、膜間領域の減圧過程が示されている。
【図３】図１及び図２に示す二重空気膜構造の平面図及び断面図であり、膜間領域減圧後の状態が示されている。
【図４】二重空気膜構造の剪断変形実験に使用した気嚢直交配列の供試体の構成を示す正面図及び断面図である。
【図５】二重空気膜構造の剪断変形実験に使用した気嚢千鳥配列の供試体の構成を示す正面図及び断面図である。
【図６】剪断変形実験の実験結果を示す線図である。
【図７】気嚢を可撓性膜の間に収容した脱気状態の二重空気膜構造の形態を示す写真である。
【図８】本発明の二重空気膜構造を適用したドーム状の屋根構造体を示す概略断面図である。
【図９】図８に示す屋根構造体の部分拡大断面図である。
【図１０】本発明の二重空気膜構造を適用したアーチ状屋根構造体の概略斜視図である。
【図１１】図１０に示す屋根構造体の屋根面部分拡大展開図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ 二重空気膜構造
２ 可撓性膜
３ 可撓性膜
４ 気嚢（コア）
５ 膜間領域
６ 枠体
７ 吸引管
８ 吸引ファン
９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
１０ ドーム（二重空気膜構造）
１２ 可撓性膜
１３ 可撓性膜
１４ 気嚢（コア）
１６ 基部
１７ 吸引管
１８ 吸引ファン
１９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
２０ アーチ（二重空気膜構造）
２２ 可撓性膜
２３ 可撓性膜
２４ 気嚢（コア）
２６ 基部
２７ 吸引管
２８ 吸引ファン
２９ 逆止弁又は逆流防止用制御弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持する二重空気膜構造において、
気密性を有する前記可撓性膜の間に形成された膜間領域に多数のコアを収容し、前記膜間領域を減圧し、前記コア及び可撓性膜を密着させるとともに、前記コア同士を互いに密着させたことを特徴とする二重空気膜構造。
【請求項２】
前記膜間領域と連通する吸引管と、該吸引管を介して前記膜間領域の空気を吸引する吸引手段と、前記膜間領域の負圧を維持するための封止手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の二重空気膜構造。
【請求項３】
前記コアは、流体、流動物質又は粘性物質を可撓性外皮内に封入した球体からなり、外力に対する変形能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の二重空気膜構造。
【請求項４】
前記コアは、気密な可撓性膜の中に気体を封入した気嚢からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の二重空気膜構造。
【請求項１】
第１及び第２の可撓性膜の間に作用する空気圧を維持して形状を保持する二重空気膜構造において、
気密性を有する前記可撓性膜の間に形成された膜間領域に多数のコアを収容し、前記膜間領域を減圧し、前記コア及び可撓性膜を密着させるとともに、前記コア同士を互いに密着させたことを特徴とする二重空気膜構造。
【請求項２】
前記膜間領域と連通する吸引管と、該吸引管を介して前記膜間領域の空気を吸引する吸引手段と、前記膜間領域の負圧を維持するための封止手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の二重空気膜構造。
【請求項３】
前記コアは、流体、流動物質又は粘性物質を可撓性外皮内に封入した球体からなり、外力に対する変形能を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の二重空気膜構造。
【請求項４】
前記コアは、気密な可撓性膜の中に気体を封入した気嚢からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の二重空気膜構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−１１５６３３（Ｐ２００８−１１５６３３Ａ）
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０１０１１（Ｐ２００６−３０１０１１）
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 本願の発明者は、社団法人日本建築学会が平成１８年７月２９日に主催した「学生サマーセミナー」（研究集会名）において文書をもって発表した。
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２２日（２００８．５．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月６日（２００６．１１．６）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 本願の発明者は、社団法人日本建築学会が平成１８年７月２９日に主催した「学生サマーセミナー」（研究集会名）において文書をもって発表した。
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【Ｆターム（参考）】
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