JP2017110439A - ドーム型構造物、ドーム型構造物用パネル部材、およびドーム型構造物組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可搬性を有する資材を用いて容易に組み立てられるドーム型構造物、ドーム型構造物用パネル部材およびその組立方法を提供する。【解決手段】ドーム型構造物１０において、複数のパネル部材は、三角形または四角形の外面と、外面を囲む辺を折り目として延在する複数の延在片と、延在片に設けられて結束部材を挿通可能な挿通孔と、を有する、プラスチック段ボールで形成される。結束部材は、多面体形状のドームを構成するように配置されて隣接する複数のパネル部材の延在片同士を締結するためのものである。【選択図】図１

Description

本発明は、ドーム型構造物およびドーム型構造物組立方法に関し、特に多面体を用いたドーム型構造物およびドーム型構造物組立方法に関する。

従来、木材や金属部材を用いて建築されるドーム型構造物が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２０１１−１２７２７１号公報 実用新案登録第３１５０２３５号公報 実用新案登録第３１５０２３６号公報

上述のような従来のドーム型構造物は、その建築が容易でなく、重量がかさむ建築資材の運搬も容易でなかった。そのため、極地における仮設ドームテントや被災地における仮設住宅として利用したい場合でも、資材の運搬や建築に多大な費用と技術を要し、現実的でなかった。

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、可搬性を有する資材を用いて容易に組み立てられるドーム型構造物、ドーム型構造物用パネル部材およびその組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様のドーム型構造物は、三角形または四角形の外面と、外面を囲む辺を折り目として延在する複数の延在片と、延在片に設けられて結束部材を挿通可能な挿通孔と、を有する、プラスチック段ボールで形成された複数のパネル部材と、多面体形状のドームを構成するように配置されて隣接する複数のパネル部材の延在片同士を締結するための結束部材と、を備える。

本発明の別の態様は、ドーム型構造物用パネル部材である。このドーム型構造物用パネル部材は、三角形または四角形の外面と、外面を囲む辺を折り目として延在する複数の延在片と、延在片に設けられて結束部材を挿通可能な挿通孔と、を備える。外面および複数の延在片は、プラスチック段ボールで形成され、外面の形状は、多面体形状のドーム型構造物を構成するように配置された場合のその多面体形状を形成する少なくとも一つの面となる形状であり、複数の延在片には、多面体形状のドーム型構造物を構成するように配置されて他の延在片と隣接した場合に延在片同士を締結する結束部材が挿通されるための挿通孔が設けられている。

本発明のさらに別の態様は、ドーム型構造物組立方法である。この方法は、プラスチック段ボールのシート部材を、三角形または四角形の外面を囲む辺を折り目として折り曲げることにより外面から延在する複数の延在片を形成させる工程と、複数の延在片のうち隣接する延在片の端部同士が接合した状態で、それぞれの端部において穿孔された挿通孔に結束部材を挿通して締結することによりパネル部材を形成させる工程と、多面体形状のドームを構成するように複数のパネル部材を配置するとともに、隣接する延在片同士を所定の結束部材により締結する工程と、を備える。

本発明によれば、可搬性を有する資材を用いて容易に組み立てられるドーム型構造体、ドーム型構造物用パネル部材およびその組立方法を提供できる。

多面体形状を有するドーム型構造物の外観を示す図である。 第１パネル部材の展開図を示す図である。 第２パネル部材の展開図を示す図である。 第３パネル部材の展開図を示す図である。 ２つの第１パネル部材を組み合わせて接合させた状態を示す図である。 挿通孔に結束部材を挿通した状態を模式的に示す図である。 別の多面体形状を有するドーム型構造物の外観を示す図である。 第４パネル部材の展開図を示す図である。 第５パネル部材の展開図を示す図である。

本実施の形態におけるドーム型構造体およびドーム型構造体用パネル部材は、主にプラスチック段ボールで形成される。プラスチック段ボールは、ボール紙で形成される、いわゆる段ボールと同様に中空構造の板材の形態を有しつつ、その材料としてポリプロピレンやポリカーボネートなどの合成樹脂で成型された資材である。プラスチック段ボールは、素材そのものの軽量性と中空構造により、木製や金属製の板材よりも軽量である。また、紙製の段ボールより強度、耐久性、撥水性の点で優れている。また、木製や金属製の板材を用いる場合と違い、折り目で折り曲げることができる点で多面体を形成しやすい。プラスチック段ボールは、紙製の段ボールと異なり、様々な色で着色されており、隣接するパネル同士の色が異なるように配置することで様々な色彩または模様の多面体を形成することができる。

図１は、多面体形状を有するドーム型構造物の外観を示す。ドーム型構造物１０は、プラスチック段ボールで形成された複数のパネル部材が組み立てられて構成される。複数のパネル部材は、１枚または複数枚の第１パネル部材１１、第２パネル部材１２、第３パネル部材１３を含む。第１パネル部材１１は、外面が三角形となるように構成されるパネル部材である。第２パネル部材１２は、外面に折り目を入れることで複数の外面を含んで構成され、折り目の入れ方によってその外面の組合せが異なり、１つの三角形の外面と１つの四角形の外面とが組み合わされる場合と、３つの三角形の外面が組み合わされる場合とがある。第３パネル部材１３もまた外面に折り目を入れることで複数の外面を含んで構成され、２つの三角形の外面が組み合わされる。第１パネル部材１１、第２パネル部材１２、第３パネル部材１３は、例えばその幅が８０ｃｍ〜１５０ｃｍ程度に収まるように形成され、人間が一人で取り扱えるサイズであり、また、航空機のチェックイン預け荷物の規格に収まるサイズである。ドーム型構造物１０全体の重量はおおむね２２ｋｇ〜３０ｋｇ程度であり、ドーム型構造物１０を一棟構築するのに必要なすべてのパネル部材を足しても航空機のチェックイン預け荷物の規定に収まる重量である。また、プラスチック段ボール自体は、ホームセンターや通信販売で容易に購入可能な汎用的な資材である。

図２は、第１パネル部材１１の展開図を示す。第１パネル部材１１は、三角形の外面２０と、その外面２０を囲む３辺である３つの折目線２４ａ〜ｃを介して延在する３つの延在片２１ａ〜ｃを備える。長尺状に形成される３つの延在片２１ａ〜ｃには、それぞれの両端の上下に２つの挿通孔２２が設けられる。挿通孔２２は、隣接する延在片同士を締結する結束部材が挿通されるための孔であり、延在片の端部における上下２箇所に穿孔されるが、３箇所以上または１箇所のみ穿孔される仕様であってもよい。挿通孔２２には、鳩目が打たれ、必要に応じて座金を挟んで鳩目が打たれている。外面２０を囲む３つの折目線２４ａ〜ｃを折り目として延在片２１ａ〜ｃを外面２０に対して略直角に折り曲げ、隣接する延在片２１の端部同士が接合した状態で後述の結束部材を挿通孔２２に挿通して締結することにより延在片２１同士の接合を維持し、三角形のパネル部材が形成される。

図３は、第２パネル部材１２の展開図を示す。第２パネル部材１２は、３つの三角形の外面２０ａ〜ｃと、それら外面２０ａ〜ｃを合わせた三角形の外面２０を囲む５辺である５つの折目線２４ｄ〜ｈを介して延在する５つの延在片２１ｄ〜ｈを備える。５つの延在片２１ｄ〜ｈには、それぞれの両端の上下に２つの挿通孔２２が設けられる。延在片２１ｅと延在片２１ｈの間の切込線２５には切り込みが入れられる。同様に、延在片２１ｆと延在片２１ｇの間の切込線２５にも切り込みが入れられる。５つの延在片２１ｄ〜ｈと外面２０ａ〜ｃとの境界をなす５つの折目線２４ｄ〜ｈを折り目として延在片２１ｄ〜ｈを外面２０ａ〜ｃに対して略直角に折り曲げ、隣接する延在片２１の端部同士が接合した状態で後述の結束部材を挿通孔２２に挿通して締結することにより延在片２１同士の接合を維持する。ただし、切込線２５を介して隣接する延在片２１同士は結束部材で締結しない。また、外面２０は３つの三角形の外面２０ａ〜ｃで構成され、外面２０ａ〜ｃの境界をなす２つの折目線２４ｉ，ｊの一方または双方を折り目として直角未満に軽く折り曲げることにより、３つの三角形の組合せ、または、２つの三角形の組合せ、または１つの三角形と１つの四角形の組合せで外面２０を形成することができる。これにより、複合的な外面のパネル部材が形成される。

図４は、第３パネル部材１３の展開図を示す。第３パネル部材１３は、２つの三角形の外面２０ｄ，ｅと、それら外面２０ｄ，ｅを合わせた四角形の外面２０を囲む４辺である４つの折目線２４ｍ，ｎ，ｋ，ｐを介して延在する４つの延在片２１ｍ，ｎ，ｋ，ｐを備える。４つの延在片２１ｍ，ｎ，ｋ，ｐには、それぞれの両端の上下に２つの挿通孔２２が設けられる。４つの延在片２１ｍ，ｎ，ｋ，ｐと外面２０ｄ，ｅとの境界をなす４つの折目線２４ｍ，ｎ，ｋ，ｐを折り目として延在片２１ｍ，ｎ，ｋ，ｐを外面２０ｄ，ｅに対して略直角に折り曲げ、隣接する延在片２１の端部同士が接合した状態で後述の結束部材を挿通孔２２に挿通して締結することにより延在片２１同士の接合を維持する。ただし、延在片２１ｎと延在片２１ｐは結束部材で締結せず、延在片２１ｍと延在片２１ｋも結束部材で締結しない。また、外面２０は２つの三角形の外面２０ｄ，ｅで構成され、外面２０ｄ，ｅの境界をなす折目線２４ｑを折り目として直角未満に軽く折り曲げることにより、２つの三角形の組合せで外面２０を形成することができる。これにより、複合的な外面のパネル部材が形成される。

図５は、２つの第１パネル部材を組み合わせて接合させた状態を示す。どのパネル部材同士を並べて締結するかは、ドーム型構造物１０を構成する多面体形状としてどのように複数面に分割するか、すなわちどのような形状の面を組み合わせて多面体形状とするかに依存する。本図の例では三角形の外面２０を有する第１パネル部材１１同士を並べて締結した状態を示すが、第１パネル部材１１、第２パネル部材１２、第３パネル部材１３を様々な配置で並べて締結することで多面体形状のドーム型構造物１０を構築する。

図６は、挿通孔に結束部材を挿通した状態を模式的に示す。延在片２１の端部に設けられた挿通孔２２に結束部材２３を挿通して締結する。結束部材２３は、例えば樹脂製の結束バンドが好適であるが、挿通孔２２へ挿通可能な径を持つ他の紐状部材でもよい。

延在片２１の端部同士が接合して所定角度をなすように延在片２１の隣接状態を保つために、近接する挿通孔２２に結束部材２３を挿通して締結する。具体的には、上下２つの挿通孔２２のうち、上側の挿通孔２２同士で結束部材２３を挿通して締結するとともに、下側の挿通孔２２同士でも結束部材２３を挿通して締結する。一つのパネル部材を形成させるときは、端部同士が接合する延在片２１の間でそれぞれの挿通孔２２に結束部材２３を挿通して締結する。図６のように、複数のパネル部材を接合する場合には、隣接する複数の延在片２１をまとめて締結するために、上側の挿通孔２２ａ，ｃ，ｅ，ｇの一部またはすべてに結束部材２３ａを挿通して締結し、下側の挿通孔２２ｂ，ｄ，ｆ，ｈの一部またはすべてに結束部材２３ｂを挿通して締結する。これにより、端部同士が接合する延在片２１同士を所定角度に保つことができるとともに、延在片２１と外面２０の角度を略直角に保つことができる。

一方、隣接するパネル部材間で接合する延在片２１同士を締結するために、延在片２１が接合した状態で結束部材２３を上下の挿通孔２２を挿通させて締結してもよい。具体的には、挿通孔２２ａと挿通孔２２ｂに結束部材２３ｃを挿通させて締結し、挿通孔２２ｃと挿通孔２２ｄに結束部材２３ｄを挿通させて締結し、挿通孔２２ｅと挿通孔２２ｆに結束部材２３ｅを挿通させて締結し、挿通孔２２ｇと挿通孔２２ｈに結束部材２３ｆを挿通させて締結する。このように、隣接する延在片２１同士は上下に設けられた２つの挿通孔２２に結束部材２３を挿通させて締結することによりさらに強固に接合状態を維持できる。ただし、上下の挿通孔２２に結束部材２３を挿通して締結する方法はあくまでオプションであってよい。

図７は、別の多面体形状を有するドーム型構造物の外観を示す。図１の多面体形状が半球に近い形状であるのに対し、本図のドーム型構造物１０の多面体形状は２／３の球体に近い形状である点で異なる。また、入口の形状も図１の例とは異なり、使用するパネル部材の構成も異なる。図１の例で使用された第１パネル部材１１、第２パネル部材１２、第３パネル部材１３の他、本図の例では第４パネル部材１４、第５パネル部材１５も使用される。第４パネル部材１４、第５パネル部材１５は、例えばその幅が８０ｃｍ〜１５０ｃｍ程度に収まるように形成され、人間が一人で取り扱えるサイズであり、また、航空機のチェックイン預け荷物の規格に収まるサイズである。ドーム型構造物１０全体の重量はおおむね２２ｋｇ〜３０ｋｇ程度であり、ドーム型構造物１０を一棟構築するのに必要なすべてのパネル部材を足しても航空機のチェックイン預け荷物の規定に収まる重量である。また、プラスチック段ボール自体は、ホームセンターや通信販売で容易に購入可能な汎用的な資材である。

図８は、第４パネル部材１４の展開図を示す。第４パネル部材１４は、１つの二等辺三角形の外面２０と、その外面２０を囲む３辺である３つの折目線２４ｒ〜ｔを介して延在する３つの延在片２１ｒ〜ｔを備える。３つの延在片２１ｒ〜ｔには、それぞれの両端の上下に２つの挿通孔２２が設けられる。３つの延在片２１ｒ〜ｔと外面２０との境界をなす３つの折目線２４ｒ〜ｔを折り目として延在片２１を外面２０に対して略直角に折り曲げ、隣接する延在片２１の端部同士が接合した状態で結束部材を挿通孔２２に挿通して締結することにより延在片２１同士の接合を維持する。これにより、二等辺三角形のパネル部材が形成される。

図９は、第５パネル部材１５の展開図を示す。第５パネル部材１５は、１つの三角形の外面２０と、その外面２０を囲む３辺である３つの折目線２４ｕ〜ｗを介して延在する３つの延在片２１ｕ〜ｗを備える。３つの延在片２１ｕ〜ｗには、それぞれの両端の上下に２つの挿通孔２２が設けられる。３つの延在片２１ｕ〜ｗと外面２０との境界をなす３つの折目線２４ｕ〜ｗを折り目として延在片２１を外面２０に対して略直角に折り曲げ、隣接する延在片２１の端部同士が接合した状態で結束部材を挿通孔２２に挿通して締結することにより延在片２１同士の接合を維持する。これにより、三角形のパネル部材が形成される。

以上のドーム型構造物は、複数の人を収容できるドームテントとして用いることができる他、少なくともドーム型構造物の内側が白色となるパネル部材で構成することにより、３次元スクリーンとして用いることもできる。これにより、可搬性を有する移動式プラネタリウムとしてドーム型構造物を応用できる。

パネル部材を組み立てて簡単な結束バンドで締結するだけで多面体形状のドーム型構造物１０を構築することができるため、建築技術などの特別な技術を要さず、年齢や性別を問わず誰でも容易に組み立てることができる。各パネル部材は、個別に様々な色のプラスチック段ボールを用いることができるため、設計段階で複数の形状のパネル部材の配置と色の対応関係を定めておき、その対応関係に基づいてパネル部材を用意すれば、組立時において配置を間違いにくくなる。プラスチック段ボール、結束バンド、鳩目、座金などの資材だけでなく、プラスチック段ボールを裁断するためのカッター等の道具も含めて、すべてホームセンターや通信販売等で容易に購入できるものだけでドーム型構造物１０を構築することができる。

各パネル部材は、図２〜４の各展開図に示すように、延在片２１を折り曲げるまでは平らなシート状の部材にすぎないため、多数のシート状のパネル部材を積み重ねてコンパクトにまとめることができる。複数のパネル部材を積み重ねてコンパクトにまとめることで運搬も容易であり、郵送や宅配サービスにて配送したり航空機の荷物として預けたりすることもできる。パネル部材一つ一つは小さいため、最終的なドーム型構造物が大きくてもパネル部材は適宜分けて運搬が可能であり、誰でも運ぶことができる。その他、被災地における仮設住宅

各パネル部材の型紙も簡易であり、プラスチック段ボールからの簡単な切り出しだけでパネル部材を作成できる。ドーム型構造物１０において入口の位置、数、形状は任意であり、一部のパネル部材を取り付けないことによりその部分を窓にすることもできる。延在片２１がドーム型構造物１０の外側となるようにパネル部材を組み立てることにより、その延在片２１が雨天時の雨樋としても機能する。複数のドーム型構造物１０を接合したり、一つのドーム型構造物１０に他の形状の構造物を接合することで、さらに複雑な形状の構造物へと拡張することもできる。各パネル部材には孔を開けることができ、その孔を排気口とすることもできる。

以上、本発明の実施形態に係るドーム型構造物とその組立方法について説明した。本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

上記の実施形態においては、プラスチック段ボールのパネル部材を用いてドーム型構造物１０を構成したが、変形例としては軽量で安価な他の素材のパネル部材を用いて構成してもよい。

上記の実施形態においては、各延在片がドーム型構造物１０の外側に向けて延在するよう組み立てたが、ドーム型構造物１０の内側に向けて延在するように組み立ててもよい。また、複数のパネル部材のうち一部のパネル部材のみ、延在片がドーム型構造物１０の内側に向くように組み立ててもよいし、一つのパネル部材に含まれる複数の延在片のうち一部のみがドーム型構造物１０の内側に向くように組み立ててもよい。

上記の実施形態においては、互いに接合する延在片が同じ大きさ、同じ形状となるように各パネル部材を形成させた。変形例においては、互いに接合する２つの長尺状の延在片のうち少なくとも一方が幅広に形成され、その幅広の延在片を他方の延在片に折り重なるように折り曲げた状態で締結する仕様としてもよい。この場合、他方の延在片に折り重なる部分が、２つの延在片の間に生じ得る間隙を被覆する機能を持つことができ、隣接するパネル部材の間隙から雨、外気、砂塵などがドーム型構造物内部に浸入することを防ぐことができる。

１０ ドーム型構造物、 １１ 第１パネル部材、 １２ 第２パネル部材、 １３ 第３パネル部材、 １４ 第４パネル部材、 １５ 第５パネル部材、 ２０ 外面、 ２１ 延在片、 ２２ 挿通孔、 ２３ 結束部材、 ２４ 折目線、 ２５ 切込線。

Claims (3)

1. 三角形または四角形の外面と、前記外面を囲む辺を折り目として延在する複数の延在片と、前記延在片に設けられて結束部材を挿通可能な挿通孔と、を有する、プラスチック段ボールで形成された複数のパネル部材と、
   多面体形状のドームを構成するように配置されて隣接する前記複数のパネル部材の延在片同士を締結するための結束部材と、
   を備えることを特徴とするドーム型構造物。
2. 三角形または四角形の外面と、
   前記外面を囲む辺を折り目として延在する複数の延在片と、
   前記延在片に設けられて結束部材を挿通可能な挿通孔と、
   を備え、
   前記外面および前記複数の延在片は、プラスチック段ボールで形成され、
   前記外面の形状は、多面体形状のドーム型構造物を構成するように配置された場合のその多面体形状を形成する少なくとも一つの面となる形状であり、
   前記複数の延在片には、多面体形状のドーム型構造物を構成するように配置されて他の延在片と隣接した場合に延在片同士を締結する結束部材が挿通されるための挿通孔が設けられていることを特徴とするドーム型構造物用パネル部材。
3. プラスチック段ボールのシート部材を、三角形または四角形の外面を囲む辺を折り目として折り曲げることにより前記外面から延在する複数の延在片を形成させる工程と、
   前記複数の延在片のうち隣接する延在片の端部同士が接合した状態で、それぞれの端部において穿孔された挿通孔に結束部材を挿通して締結することによりパネル部材を形成させる工程と、
   多面体形状のドームを構成するように複数の前記パネル部材を配置するとともに、隣接する延在片同士を所定の結束部材により締結する工程と、
   を備えるドーム型構造物組立方法。

Images