説明

構築物の膜構造体、およびその成形方法

【課題】 構築物の膜構造体を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。
【解決手段】 構築物1の膜構造体6は、構築物1の外殻を形成して基部材4に支持される。膜構造体6は、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とを互いに結合する結合体15とを備える。剛性パネル11と膜体12とのうち、いずれか一方が他方を基部材4に支持させるようにしている。剛性パネルが膜体を介し基部材に支持されるようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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、およびその成形方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
【特許文献1】特開2002−97719号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
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。
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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とを互いに結合する結合体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たものである。
【0012】
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。
【0013】
請求項3の発明は、請求項1、もしくは2の発明に加えて、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たものである。
【0014】
請求項4の発明は、請求項3の発明に加えて、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ものである。
【0015】
請求項5の発明は、請求項1に記載の構築物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。
【0016】
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。
【発明の効果】
【0017】
本発明による効果は、次の如くである。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
請求項3の発明は、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。
【0024】
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。
【0025】
請求項4の発明は、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。
【0026】
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。
【0027】
請求項5の発明は、請求項1に記載の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。
【0028】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
本発明の構築物の膜構造体に関し、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。
【0030】
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を互いに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。
【実施例1】
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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。
【0056】
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。
【0057】
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。
【実施例2】
【0058】
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。
【0059】
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。
【0060】
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。
【実施例3】
【0061】
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。
【0062】
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。
【実施例4】
【0063】
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。
【0064】
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。
【0065】
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。
【実施例5】
【0066】
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。
【0067】
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。
【実施例6】
【0068】
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。
【0069】
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。
【図面の簡単な説明】
【0070】
【図1】実施例1を示し、図2のI−I線矢視断面図である。
【図2】実施例1を示し、構築物の斜視図である。
【図3】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。
【図4】実施例2を示し、膜構造体の平面図である。
【図5】実施例3を示し、図1の一部に相当する図である。
【図6】実施例4を示し、図1の一部に相当する図である。
【図7】実施例5を示し、図1の一部に相当する図である。
【図8】実施例6を示し、図1の一部に相当する図である。
【符号の説明】
【0071】
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
29 第1帯状膜材
30 第2帯状膜材
A 一方向
B 交差方向

【特許請求の範囲】
【請求項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たことを特徴とする構築物の膜構造体。
【請求項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。
【請求項3】
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たことを特徴とする請求項1、もしくは2に記載の構築物の膜構造体。
【請求項4】
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ことを特徴とする請求項3に記載の構築物の膜構造体。
【請求項5】
請求項1に記載の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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−51458(P2007−51458A)
【公開日】平成19年3月1日(2007.3.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−236906(P2005−236906)
【出願日】平成17年8月17日(2005.8.17)
【出願人】(000204192)太陽工業株式会社 (174)
【出願人】(501211866)有限会社パラディサス (1)
【Fターム(参考)】