JP2002067055A - 伸縮性成形型を用いる構造物生産法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シェル工法を普及するためには、現行の建
築法に整合するシェル構造物の認可を得る必要が第一条
件となるが、建築または構造物の完成部品としての認可
を得るために、ユニットまたはブロック状の構築部品と
して成形型による量生産が望まれる。また工法上も省力
の点でも現工法より優位であることが条件となる。 【解決手段】 柔軟性のある成形用型１，２の間に硬質
の細筋骨材３をセットして、同上型の周縁部をシールし
た上で型内のエアーを脱気して型を固定した上で急硬化
性のセメントや高分子材料等を吸引硬化させることによ
って、製作原材料または加工時間、その他現工法と対比
した場合、大幅な省力化と共に生産性の高い構築用構造
材を量産することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】住居をはじめ社会的構築物の
生産にあたって、木材を用いない手法としてシェル工法
があり、今後の環境問題をひかえて促進を要する手法で
あるが、生産技術上の点で普及が進まない現状がある。
本考案はシェル工法の新しい手法として簡易で省力的な
生産技術を提案するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】現在の建築法による建
築構造物の問題点は、住宅においては木材を多用する点
で今後の環境問題に逆行する状況があり、また鉄骨や鉄
筋コンクリート造による大型構築物においても地震災害
等で必ずしも好ましい結果を得ていない状況にある。現
在建築法にも一応の認知状態にあるシェル工法は、現行
の建築手法の主流の構造力学になじまない点と、生産材
の造り勝手から特に日本国内においては実施工は見られ
ていない。しかしシェル工法の概念は、構造物の構造面
を全て曲面によって構成することから、玉子の外皮構造
からも想像される通り、単位当りの構築構造物生産にお
いて飛躍的省力化を実現することが可能であると共に、
現在の構造空間である人々の居住空間または社会的構築
物空間が、生体にとっての快適度からみて、より好まし
いものであるかは未知数であり、本来自然の構造物には
直線が存在しない点からも、生体にとって生活空間が曲
面である状態は、より快適であることが想像できる。特
に構造スペースを得るために急を要し、尚かつ安価な住
空間を要求する場合はキャスティング技術によって生産
するシェル構造構築物は未来の環境問題にとって不可欠
であることと共に、今後の建造物、建築物における最重
要課題と考える。

【０００３】

【課題を解決するための手段】バキュームキャスティン
グ技術はすでに公知の技術として、Ｆ．Ｒ．Ｐ構造物の
生産や一部のコンクリート２次製品の生産技術として行
われているが、寸法精度や仕上がり面の要求から、一般
に硬質の分割型によって生産されている。本考案による
構造物生産法においては、生産品の構造上の目的に合わ
せた構造部品のパーツとしてのブロックを単位として生
産されることを前提として、柔軟で伸縮性のある各ブロ
ック用の上下２面の伸縮性シートの間に硬質細筋骨材で
ある細鉄線筋やエキスパンドメタル等のシート状筋材の
他、ガラス繊維やカーボン繊維等によるマットやクロス
をセットして上下２面間の空気を脱気すると同時に、急
結硬化させる手法によって目的の構造ブロックパーツを
成形して各ブロック成形品を組み上げて全体構造を形成
する。この場合、成形用の型に柔軟で伸縮性のある素材
を用いる理由には、請求項第一項に記載の通り、筋骨材
をセットした二重のシート材を目的の成形、形状とする
ためのガイド型枠に仮設的にセットする様式で成形する
場合、成形面の変化や仮設型枠に取付けまたは成形後に
取り外すための対応を容易にする目的であり、また請求
項第２項の場合は、固定平面または構造体面上に気密的
に筋骨材及び展延制御材の入った二重シート材をセット
した状態で、固定面と二重シート材との間の空間を圧縮
空気等で膨張させた上で二重ート材内のエアーを脱気し
て構造固定化用硬化材を吸引注入することによって成形
する場合、いずれも成形用型である二重シートは、柔軟
で伸縮性のある型材であることが要求されるためであ
る。また、本考案によって製作される構造物を構造上の
目的に合わせたユニットのパーツとしてのブロック単位
で生産することの意味は、環境構造物としての安全を確
保するためには建築構造物としての法的基準をも満たす
必要があり、本考案構造物は、各ユニットブロック単位
の建築構造物のための建築用材として認可を取得する必
要があるためである。これは現行の建築構造力学が２次
元の構造概念を軸として成り立っているため、３次曲面
での構造物をにわかに社会に整合させることは困難であ
ることのためである。

【０００４】

【発明の実施の形態】本発明の代表的な事例を

【図１】、

【図２】、

【図３】、

【図４】により説明する。

【図１】は請求項１の手法で生産するための成形手法を
説明するための構造物生産時の代表例としての概念的断
面図である。ガイド型枠５に柔軟なシート材１及び２の
中間に筋骨材３を挿入した状態で、仮設的型枠５にシー
ル部１１の近接部にアンカー止具１０によって固定し、
シート材に取付けたバルブ開口部７より脱気を行い、脱
気完了時には柔軟性のあるシート型１と２は筋骨材３を
圧縮密着する状態で、仮設型枠５の全面に密着する結果
となる。バルブ６を閉じると同時に、急結セメントまた
は硬化性樹脂等を真空となったシート型１、２の他の開
口部９よりバルブ８を開放することによって吸引し、柔
軟シート型内１、２、３の内部は硬化材によって満たさ
れる。硬化材硬化後に柔軟シート型１及び２を、筋骨材
３の入った成形物と共に仮設型枠５より取り外し、柔軟
シート型１と２を成形物より剥離することにより、製品
の成形は完了する。

【図２】は請求項２記載の構造物生産法による代表的な
成形物の成形時断面概念図である。成形時の手順は、柔
軟なシート型１２の上に筋骨材１４，１５をセットし、
筋骨材１４の上をおさえる状態で展延制御材であるワイ
ヤー２６をセットし、柔軟型１３の外縁シール部の近接
部を固定型面２２に固定すると同時に、２１において気
密的にシールする。バルブ２５を介して加圧気体２４に
よって柔軟型シート２３内を加圧することにより、展延
制御材であるワイヤー２６によって柔軟型１２、１３は
膨張が制御される結果となる。柔軟型１２、１３内を、
バルブ１６を介して強制減圧１７すると、柔軟型内は筋
骨材１４を圧縮する状態で展延制御によって形成された
柔軟型材１２と１３は圧・着されて凸凹面に沿う形状と
なる。この状態で、硬化材１９はバルブ１８を開放する
と柔軟型材１２、１３、１４内に吸引充満して、展延制
御材２６及び筋骨材１４の入った硬化成形物は展延制御
部によってできる曲面線は、３次曲面のリブ構造を形成
することとなる。曲面のリブ構造の構造体は、構造物の
単位重量当りの比容積が大幅に拡大し、３次曲面による
合理的な構造空間を現出することが可能となる。

【図３】は、現行の建築構造物への適用を前提とした壁
体構造物としての本考案による平面構造物の概念的姿図
である。図中２３の１つの形状パターンを連続して平面
を形成しているが、この形状やパターンは請求項第１項
及び第２項の考え方を変化させて採用することにより、
自由な形状やパターンによる成形が可能である。

【図４】は、前記した壁体構造物を用いて建築された建
築物の模式想像図であり、まずスチールのアイビームや
チャンネル等による基礎と共に成る骨格構造物のフレー
ムを製作した上で、本考案による平面構造壁体を取付け
て仕上げた状態であり、また建物入口のアプローチ部分
のアーチ型屋根等も、前面サイン装飾部等のデザインを
含めた完成屋根としてキャスティング製作することも可
能である。本考案によって建造される建造物は、同じ規
模のＲ．Ｃ造や鉄骨造による従来建築物と対比した場
合、省力化と軽量化が可能であり、工期軽減と低コスト
化が可能となる。

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１１月９日（２０００．１１．
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図 １】 請求項第１項による生産手法の代表例の
断面図、請求項の表記においては目的の成形、形状型枠
によって二重のシート材の外面または両面としたが、本
断面図の場合は内側の外面を形状形枠にセットする手法
により表現を行った。

【図 ２】 請求項第２項による生産手法の代表例に
よる断面図

【図 ３】 現行建築手法に本考案による生産手法を
採用する場合の構造素材としての概念的一例の見取図

【図 ４】 本考案による建築用素材を用いて現行建
築手法によって構築したフレーム骨構造体に採用した概
念的見取図

【符号の説明】

【第１図】１、柔軟シート材の内側 ２、柔軟シート材の外側 ３、フレキシブルな硬質細筋骨材 ４、仮設型枠５とシート材１との空隙 ５、仮設型枠 ６、脱気用バルブ ７、脱気方向 ８、硬化剤注入用バルブ ９、硬化剤注入口 １０、アンカー止具（柔軟シート固定用アンカー） １１、柔軟材シート周縁シール気密部

【第２図】１２、柔軟材シート内側 １３、柔軟材シート外側 １４、硬質細骨材（又はその他の柔軟繊維）エキスハ゜
ント゛メタル等 １５、硬質細筋骨材 １６、脱気用バルブ １７、脱気空気 １８、硬化剤供給用バルブ １９、硬化用骨材 ２０、柔軟材シート固定用アンカー ２１、柔軟材シート１２・１３の気密圧着シール部 ２２、固定型面 ２３、柔軟２重型内に形成した空間 ２４、２重柔軟型内への送気圧空気 ２５、２重柔軟型内送気用バルブ ２６、展延制御用のワイヤー

【第３図】２３、本考案シェル構造生産された一つの成
型手法の型状モデル ２４、展延制御された相似型状の制御概念の一つの例

【第４図】２５、現行建築手法によるアイビーム又はチ
ャンネル等による鉄骨フレーム ２６、第３図による平面シェル構造物による壁面構成の
仕様概念図 ２７、特定のアーチ屋根やサイン装飾等を含むパラペッ
ト等の多様な構造型状物も本考案手法により省力的量産
が可能である事を示す建築物用のアプローチ屋根

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 31:10 Ｂ２９Ｌ 31:10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 柔軟で気密性及び伸縮性のある素材で
   形成した２重のシート材の中間空間に、硬質細筋骨材に
   よってなるマットまたはネットによって芯材を形成し、
   前記芯材の両面を覆う２重の前記シートの片方の外面ま
   たは両面を目的の成形、形状型枠に仮設的にセットし、
   ２重の前記シートの周縁を気密的にシールして前記芯材
   の入った空間を脱気すると同時に、同一空間に急結セメ
   ントまたは高分子材料等を吸引供給することによって、
   確化成形して構造体を製作することを特徴とする構造物
   生産法。
2. 【請求項２】 ２重の柔軟材シートの中間空隙に、硬
   質細筋骨材と共にワイヤー等による展延制御材を配筋
   し、２重の柔軟シートの周縁を気密すると同時に、柔軟
   材シートの外側片面を固定構造体または平面体に気密的
   に固定して、固定平面または固定構造体と２重柔軟材シ
   ートとの間をエアー等により加圧することにより、前記
   展延制御材によって形状が制御された２重の柔軟材シー
   トの構造体が形成されると共に、硬質細筋骨材の入った
   ２重柔軟材シート内の空間の空気を脱気すると同時に、
   同一空間に急結セメントまたは高分子材料等を吸引供給
   することによって硬化成形して構造体を製作することを
   特徴とする構造物生産法。