JP2013517398A - 建物の建設用の網状立体建築ブロック及びその建設方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、建物の建設に関し、特に他の同じ立体モジュール要素と結合される網状に形成された立体モジュール要素であって、部屋の建設に好適な四辺形の囲いを建設可能である立体モジュール要素に関する。

Description

本発明は、建物の建設に関する。より詳細には、本発明は他の同じ立体モジュール要素と結合される網状立体モジュール要素であって、部屋の建設に好適な正方形の囲いを建設可能である立体モジュール要素に関する。

最も直接的な先行技術文献は、本発明の発明者である建築家Ｏｓｖａｌｄｏ Ｎ．Ｒｏｄｒｉｇｕｅｚが有する特許文献１（米国特許第５１０５５８９号）である。
その請求項１によれば、特許文献１の発明は、複数の居住空間および住宅空間を形成すべく水平方向および垂直方向に積層されるように配置される複数の四面体のセルの組み合わせからなる、家のためのモジュール構造体から構成される。各セルは、６本のバーからなり、それらのうち２本（９乃至１２）は、横断方向に間隔をおいて設けられるとともに相互に９０°の角度にて交差する。他の残る４本のバー（３、４、５および６）は、上述したバー（９乃至１２）の対角線上に配置され、これらの４本のバーの第１の対（３および４）は、該交差したバーのうちの１本（１２）の対向する両端に連結される第１の下端、並びに該交差したバーの他方の１本（９）の一端に連結される第１の上端を有する。該４本のバーのうちの第２の対（５よび６）は、前記交差したバー（１２）の対向する両端に、および該４本のバーのうちの第１の対（３および４）の隣接した下端に連結される第２の下端を有するとともに、該交差したバー（９）の他端に連結される第２の上端を有する。これらの６本のバーは、四面体のセルの境界を形成する。対の対角線のバー（３、４、５、６）は家の居住空間を形成する仮想の立方体の側面に対応する。各組の交差したバー（９および１２）は、仮想の立方体の対向する基部の対角線のバーに割り当てられる。バーは、直近の隣接する組のバーに一致する四面体のセルの境界を形成し、垂直方向および水平方向に選択される連続した居住空間を提供する。これらのバーのうち少なくとも１本（９）は、荷重に対する補強手段を有し、補強手段は、バー要素（１０）に類似の要素、並びにバー（９）とバー（１０）に類似する要素との間に木摺で囲まれた構造体を含む。上述したバーのうちの残りのバーは補強手段を有さない。

本出願人による特許文献１は、特許請求の範囲に記載の上方のフロアおよび他のものの支持体として、一種のラチス梁に変形されたバーのうちの１つによって変形された四面体を開示する。

同じ出願人に属する別の実施例は、発明の名称が「類似の建築ブロックに建築ブロックを並置することによって理論上水平方向および垂直方向に無限に連続する居住空間を建設する構造的建築ブロック」である特許文献２および特許文献３に開示される。

建物の居住空間を建設するための構造的建築ブロックを備え、居住空間の立方構造と抵抗ピラミッド構造との調和の可能性を提示する。半八面体の形態によって配置されたバーから構成される少なくとも１つの抵抗ピラミッド構造ユニットを含む。半八面体の形態により、建築ブロックおよび相互に直交する壁の基礎が形成されるとともに、基礎に対して半立方空間の範囲が画定され、これは、並置される建築ブロックの半立方空間により補足されると、水平方向および垂直方向に無限に連続して配置される生活空間を形成する。

図示のように、半八面体の一部は、基部平面上のチェス盤のように、他の類似のものと横断方向に対称的に並べられる。別のチェス盤の基部は、各建築ブロックの頂点間に配置され、頂点間に空間を形成し、次の行の基部平面が壁平面によって覆われる。

その要約において、出願人は、この特許文献明細書に開示される構造体と、出願人の実施例により得られる構造体との相違点を見出した。プラントはそれぞれ特許請求の範囲に記載のモジュール構造体を連続させて連結することによって形成される。各半八面体の残りの空間は、壁を形成するパネルにより覆われている。

公知技術を開示する特許文献４は発明の名称が「建物用構造体」である。プラントはそれぞれ特許請求の範囲に記載のモジュール構造体を連続させて連結することによって形成される。その要約は、穿孔されたユニットおよび四面体のユニットにおける骨格を有する構造体を備え、それらのうちのいくつかは第１の水平面に頂点を有し、他のものは第２の面に頂点を有し、各四面体ユニットの先端は、隣接する八面体ユニットの共通の先端であることを示す。梁は、これらの四面体ユニットおよび八面体ユニットの先端に沿って配置される。四面体ユニットの先端によって形成される垂直方向の面に配置される矩形のパネルは、これらの梁に付加される。六面体のパネル部材が第１の面及び第２の面に配置される。六面体パネルおよび矩形パネルは、六面体のプリズム様の形状に形成されるセルを形成する。

本実施例において、要素の四面体および八面体の建築ブロックは、結合されるべく隣接して一体的に接合され、これによりこれらの頂点は、連続した面の同一平面上にある。この構成はこれらの先端に配置される梁により補足される。形成された構造体は、本明細書に開示されるものとは異なるものである。

特許文献５は最近公知となったものであり、発明の名称は、「オクテットを備えた特別な骨組みおよびその組み立て要素」である。八面体または四面体（オクテット）の結合構造を使用した複数の同一の交差する支柱を備え、単純な管状部材に代わる交差する支柱が長手方向の空間の構造体として製造される。本発明の第２の態様は、オクテットの構造体のための交差する支柱の端部を配向するとともに連結する連結片に関する。

一実施例において、連結片は、他の交差する支柱を妨害することなく個別の支柱を設置および取り払いをすることが可能な２つの相互に貫通する四面体の形状を有する。開示される保持部材は組み立て用工具を要求しない。

本発明に対してこの特許文献５を識別するいくつかの相違点がある。相違点は、八面体または四面体の結合構造に由来する、構造体の要素である交差する支柱を取り払わせる２つの相互に貫通する四面体、並びに構造体の異なる要素を連結するための保持手段である。

特許文献６も最近公知となったものであり、発明の名称は、「複数の規則的な四面体の格子セルから構成された八面体の構造体」である。規則的な四面体の格子セル（ＲＴＬ）は、明度、抵抗力、および剛性の優れた状態の、一次元、二次元、および三次元の構造体の建設ブロックとして使用可能である。網状に形成される構造体は、少なくとも３つの想像上の境界線のない立方体から構成されるものと考えられ、各セルは、一対のＲＴＬを含み、それらの各対は、等しい長さのアームの直角に交差する６つの要素を８つの頂点にて連結することにより完全に形成される。８つの頂点はそれぞれ、想像上の立方体セルの角部に対応し、別の立方体セルの対のＲＴＬと一体的なこれらの立方体セルは、少なくとも１つの別の立方体セル、および格子構造体のＲＴＬの対と境界面を共有する。これらの構造体は、直線的なストリングに形成され、三次元の直角に交差し、単純な製造方法および迅速な所定位置の修復により、公知の建設を補助する。

特許請求の範囲に記載の格子構造体は、先端がない少なくとも３つの想像上の立方体セルからなり、各セルは一対の規則的な四面体の格子構造体を含み、各対の規則的な四面体構造体は、等しい長さの等しく組み立てられる直角に交差する６つの要素のみを８つの頂点にて連結することにより形成され、各頂点は立方体セルのうちの１つの一角に相当し、規則的な四面体構造体の対のそれぞれと一体的に、少なくとも１つの別の立方体セルおよび格子構造体の規則的な立方体セルの対と境界面を共有する。

米国特許第５１０５５８９号明細書 チリ国特許第１０６２７７号明細書 アルゼンチン国特許第２６９０５号明細書 米国特許第３７１０５２８号明細書 米国特許第４８６９０４１号明細書 米国特許第４７２２１６２号明細書

所定部に骨格および直角の交差部を形成すべく制御する四面体の建築ブロックの組み合わせが再び開示され登録される。本発明においてこれらの状況は、基本の四面体の建築ブロックのみを含み、上述した実施例に存在しなかった張力部材すなわち支柱が付加される。

概念的に、建物の建設用の網状立体建築ブロックは、所定の長さの一対の張力部材を組み込んだ複数の公知の四面体要素から構成され、張力部材の長さは四面体の高さと等しく、張力部材を四面体の一対の頂点に取り付けることによって、建築ブロックを構築する。建物において少なくとも１つの部屋の１つのフロアにおいて１つの建築ブロックが使用され、四面体の頂点のうちの２つは基礎に固定され、その張力部材のうちの１つはその両端のうちの一端が四面体の頂点のうちの１つに所定位置にて固定され、別の張力部材も同じ四面体に属する別の頂点に固定され、これにより、平行に取り付けられた張力部材の方向が建物の垂直方向に配向される。各張力部材の両端の一方と、基礎に固定された四面体の頂点との間に、壁パネルとともに住居を完成させる一体的な正方形のフロアパネルが設けられ、壁のうち少なくとも１つには開口部が設けられ、フロアパネルはこれにより形成された構造体に固定される屋根パネルとともに部屋を完成させる。少なくとも建物の二階において、９０°に回転された第２の建築ブロックが、一階にて取り付けたユニットに並置され、建築ブロックの下方の水平方向バーは、一階のフロア間取りの建築ブロックの上部の水平方向のバーと一致する。対応する張力部材はそれぞれの頂点に固定され、一階フロア間取りの屋根を構成する正方形のフロアパネルが取り付けられる。同じ工程が、各フロア間取りにて連続的に継続し、要求される高さが完成するまで建築ブロックを交互に配置する。

本発明の別の課題は抵抗プロフィールから構成される単純な網状立体モジュールを提供することにあり、それらを組み合わせることにより、部屋を支持する骨格、すなわち補強バーを得る。骨格は長手方向に隣接した形状にても垂直方向に載置されても部屋の拡張した間取りに組み立てられる。

本発明の基本的な課題は、実施例において新規な単一の建築ブロックを提供することにあり、いくつかの張力部材を付加することによって、住居の組み立てに必要なフロア、天井および壁の建築のために必要なパネルが付加される。

後述する本発明の別の課題は、引張応力、圧縮および任意の性質の屈曲、自己の荷重の他、強風のような自然の起源の負荷に耐久可能な大きな抵抗特性を備えた、建物の補強バーを形成する構造体を得ることにある。これにより、耐震構造体が得られる。

本発明の別の課題は、本発明の網状立体建築ブロックを応用して、種々の組立体を得る下記工程を含む。
容易に実施できるように、「建物の建設用の網状立体建築ブロック及びその建設方法」から構成される本発明を理解するために、添付の図面を参照して好ましい実施例を正確に後述する。これらはすべて純粋に例示的なものであり、本発明の例を限定するものではない。実施例の要素は、本明細書において確立される本発明の原理を逸脱することなく様々な均等物から選択される。

本発明の網状に形成される基礎的な立体建築ブロックが、本質的な構成要素に基づき居住に好適な部屋の建物に至るまで形成される方法の順序を示す斜視図。 建物の様々なフロア間取りにおいて骨格を形成すべく積層された連続要素の、後続する組み立て順序を示す別の部分斜視図。順序の最後は２つの隣接するユニットに相当する。 いくつかのフロア間取りにおいて適所に床を備えた建設中の骨格を示す部分的な斜視図。図示の例は、４室の隣接した部屋を形成すべく４つの小部屋のみを有する。 ６つのフロア間取りにおいて、ドアと窓が設けられるとともに屋根がない部屋を備えた、前図に示す骨格に対応する斜視図。

技術的な本明細書に図面が添付される。
上述した図において、同じ参照符号は類似のまたは対応する部分を示す。
図１は、１つの部屋の組み立て工程を示す、一連のイメージを示す図である。このユニットは、反復されると、所定の建物の部屋の数を増加させる。

基礎的な要素が６つの外形、すなわち連続して参照符号を付与されたバー１，２，３，４，５，６によって建設される四面体によって図１−Ｉおよび１−ＩＩに示され、これらのバーは、各端部にて相互に完全に固定され、頂点７，８，９，１０を形成する。

バーのセクションは、それらが組み立てにおいて受ける荷重および応力に応じて選択される。
図１−ＩＩに、一対の頂点１１および１２において２つの張力部材を付加した四面体を示す。

次の図１−ＩＩＩにおいて、フロアパネル半部１３が、張力部材１１の端部、並びに頂点９および１０に取り付けられる。
続く図１−ＩＶに、張力部材１２を使用して別のフロアパネルを頂点９および１０の所定位置に保持することによって完成したユニットのフロア１４を示す。フロアは、張力部材の端部と一致する頂点、並びにフロアと一致する横断方向のバーに支持される。

図１−Ｖに移って、頂点８と張力部材１２と頂点１０との間に、部屋を分割する壁に相当するパネル１６が付加される。頂点８と張力部材１２と頂点１０ａとの間に、部屋を分割する壁１５が付加される。

次の図１−ＶＩにおいて、フロントパネル１７が、頂点７と張力部材１１と頂点１０との間に組み込まれる。アクセスドア１８および窓１９がこのフロントパネル１７に組み込まれる。

図１−ＶＩＩにおいて、最後のパネル２０がセルに組み込まれ、図１−ＶＩＩＩにおいて屋根２１により部屋が完成する。
図２−ＩＩＩおよび図２−ＩＶにおいては、上述した方法と同じ方法にて建設され、これにより、網状に形成される四面体において、張力部材１１および１２並びにフロアパネル半部１３および１４の補助により、フロアの間取りが形成される。

図２−ＩＸにおいて、組立体の上に別のフロアの間取りを建設すべく、図１−ＩＩにおいて既に得られたものと類似するが９０°回転したモジュール組立体に依存する必要がある。第２の四面体の頂点７が第１の四面体の頂点８に一致し、第２の四面体の頂点８が第１の四面体の頂点７に一致することが視認される。頂点９および頂点１０が組立体の先端部に現れる。第１の四面体のバー２は、第２の四面体のバー２に一致し、第２の四面体の張力部材１１および１２は、頂点９および１０に従属する。

図２−Ｘにおいて、第３の四面体の基礎的なモジュール組立体は再び交差し、基部として使用される第１の四面体の位置と同じ位置に保持され、次の図２−ＸＩＩのすべて、および図２−ＸＩＩＩの第１の列に対して係属する。

各節から「ぶら下がる」張力部材を支柱Ｐに代えてもよく、且つ最後の床に必要であることを特に指摘することが重要である。図３および図４を参照する。
すべての場合において、基礎は明らかに建物の全積載物重量に対して好適なものであろう。

図２−ＸＩＩＩに、基本建築ブロックとそれらの張力部材を交互に積層して、同じ方法にて取り付けられる隣接する２列を示す。図において参照符号４、および連続する４’、４”、４”’が付与される外形は整列した状態を保持する。同じことが建物の先端側の面における参照符号５に生じるであろう。壁に必要とされたパネルは、個々の異なる組み立てのレイアウトに応じて必要である開口部を有するであろう。

異なる建設の可能性に含まれるすべての図は同様の方法にて展開される（図の例を参照する）。
いくつかのフロアが、四面体の頂点の外部または内部の接合する節Ｍと一致する四面体の頂点の接合する節Ｎからの張力部材から吊される態様を視認することは興味深い。

上記説明による建物の建設のための工程は、次の工程によって展開される。すなわち、工程１、建物の好適な基礎が準備され、第１の四面体建築ブロックはそれらの自由頂点のうちの２つによって固定され、この固定は、残りの頂点に取り付けられる張力部材が基部に支持された状態を保持するように行われる。
工程２、四辺形のフロアプレートが半部によって取り付けられ、これによりその連続する角部のうちの３つが張力部材の２つの端部、および第１の四面体の頂点のうちの２つと一致する。
工程３、一階が完成するまで、隣接する組立体が取り付けられ、外側のバーが各対向する傾斜部を一体的に整合させて形成するように連続するモジュール組立体を配置する。
工程４、一致する頂点は相互に取り付けられ、フロアおよび屋根板は計画された開口部を設けられるとともに壁パネルと一体的に取り付けられる。
工程５、モジュール組立体が二階を形成すべく並置される。その張力部材または支柱が一階のものと９０°の角度をなして配置され、各節と一致する頂点が相互に堅固に固定され、各フロアおよび天井板が取り付けられる。
工程６、同じ工程が、各フロアの間取りにて連続的に継続し、要求される高さが完成するまで建築ブロックを交互に配置する。

本発明の形式の異なる要素がその性質を説明すべく確立され展開されると、説明は、その部分、およびそれらがもたらす結果の機能上および作業上の関係により補足される。
本発明の建設に関する記載において、説明を単純化すべく、個々の重要な要素の機能を示すために寄与する装備の詳細を導入した。

各建築ブロックの網状に形成された立体のレイアウトは、建設中において、これらの頂点の節を接合させる源であり、良好な相互リンケージが各々の静的および動的な状態を統一する必要のある点を強調することが重要である。原則として、電気溶接が使用されるか、あるいは各頂点においてより容易に作業すべく媒介として作用する手段を設けてもよい。同じ場合、あるいは通常万一の場合に備えて、バーは異なる材料からなる。

建築ブロックが異なる方向に配向され配置される方法により、建物は、将来の過荷重により要求されるあらゆる空間の方向における構造体の大きな抵抗力を得ることができる。
上述したように、本発明の実施およびその機能する態様を案内する建設の可能性のうちの１つを開示した。添付の特許請求の範囲に含まれる本発明の統合により文書を補足する。

Claims (6)

1. 網状の四面体タイプの要素と、壁、フロアおよび天井の組み立て用の四角形のパネルとを使用するタイプの建物の建設用の網状立体建築ブロックであって、
   複数の公知の四面体要素（１）であって、それぞれその一対の頂点に所定の長さを有する張力部材（１１，１２）を取り付け、これにより建築ブロックを形成する、前記四面体要素（１）と、
   建物において少なくとも１つの部屋の１つのフロアにおいて使用される１つの建築ブロックであって、四面体の頂点のうちの２つは基礎に固定され、それらの張力部材のうちの１つはその両端のうちの一端が四面体の頂点のうちの１つに所定位置にて固定され、別の張力部材も同じ四面体に属する別の頂点に固定され、これにより、平行に取り付けられた張力部材の方向が建物の垂直方向に配向される、前記建築ブロックと、
   各張力部材の両端の一方と、基礎に固定された四面体の頂点のうちの１つとの間に設けられ、フロアの一部を形成する正方形のパネルであって、同正方形のパネルは壁パネルとともに部屋を完成させ、壁のうち少なくとも１つには開口部が設けられ、正方形のパネルは、これにより形成された構造体に固定される天井パネルとともに部屋を完成させる、前記正方形のパネルと、
   １フロアにより多くの部屋を建設すべく、第１の組立体に類似する組立体が水平方向に付加され、モジュールアセンブリの外側バーの傾斜部を交互に設け、四面体の頂点の接合部を相互に連結し、補強バーに個別の節を形成することと、
   少なくとも１つの２階のフロアを含む連続するフロアであって、一階に取り付けられる各ユニットに第２の建築ブロックが９０°の角度に回転されて並置され、前記張力部材は各四面体の対向する頂点に固定され、第１の建築ブロックに対して交差するように取り付けられることと、
   いくつかのフロアのための補強バーの傾斜した側面外形は、相互に平行に配向された状態を保持することと、
   によって構成されることを特徴とする建物の建設用の網状立体建築ブロック。
2. 前記正方形のフロアパネルおよび壁パネルは、三角形の半部からなることを特徴とする請求項１に記載の建物の建設用の網状立体建築ブロック。
3. 前記張力部材は支柱に代えられることを特徴とする請求項１または２に記載の建物の建設用の網状立体建築ブロック。
4. 前記張力部材および支柱の各々は、その両端において直角をなして取り付けられる一対のバーにより補足されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の建物の建設用の網状立体建築ブロック。
5. 請求項１に記載の建物の建設のための方法であって、
   ａ．建物の好適な基礎を準備し、第１の四面体建築ブロックをそれらの自由頂点のうちの２つによって固定する工程であって、これにより、残りの頂点に取り付けられる張力部材は基部に載置された状態を保持する、前記基礎を準備し第１の四面体建築ブロックを固定する工程と、
   ｂ．正方形のフロアプレートを組み立てる工程であって、これによりその連続する角部のうちの３つが張力部材の２つの端部、および第１の四面体の頂点のうちの２つと一致する、前記正方形のフロアプレートを組み立てる工程と、
   ｃ．一階が完成するまで隣接する組立体を組み立て、外側のバーが各対向する傾斜部を一体的に整合させて形成するように連続するモジュール組立体を配置する工程と、
   ｄ．一致する頂点を相互に取り付け、フロアおよび屋根板に計画された開口部を設けるとともにこれらを壁パネルと一体的に取り付ける工程と、
   ｅ．二階を形成すべくモジュール組立体を並置する工程であって、その張力部材または支柱が一階の対応する張力部材または支柱と９０°の角度をなして回転されるとともに一致する頂点に相互に堅固に固定され、各フロアおよび天井板を取り付ける、モジュール組立体を並置する工程と、
   ｆ．同じ工程を各フロアにて連続的に継続し、要求される高さが完成するまで建築ブロックを交互に配置する工程であって、張引部材は各支柱によって代えられる、同じ工程を連続的に継続し建築ブロックを交互に配置する工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の建物の建設のための方法。
6. 前記工程（ａ）において、固定されるモジュール組立体の数は、建設完了時に各フロアが有するであろう部屋の数と同じであり、壁を形成するパネルはドアまたは窓のうち少なくともいずれか一方の要求される開口部を含むことを特徴とする請求項５に記載の建物の建設のための方法。

Images