JP2021121703A - 簡易構造物用の支柱材、簡易構造物の骨殻および簡易構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に組立や解体ができて軽量な丸みを帯びた簡易構造物を開発する。【解決手段】可撓性の薄板材を環状に湾曲させて基盤材に取り付けてドーム型構造物あるいはトンネル型構造物の骨殻を形成し、幕材を展張した簡易構造物。【選択図】図４

Description

簡易構造物に関する。特に、骨格材に関する。

簡易構造物として代表的なものは、屋内接地する打ち合わせスペース、避難スペース、屋外用のテントなどがある。
打ち合わせ用スペースは、組立パネル方式などが用いられている。災害時の避難スペースには段ボール製仕切りや野外用のテントなどが用いられている例がある。古くは、アーチ型竹材を用いた農業用栽培温室なども簡易構造物としてあった。

組立式や折り畳み型のテントとしては、特許文献１〜７に次のような提案がなされている。
特許文献１（特許６００６４４２号公報）、特許文献２（特開平１１−０４４１３１号公報）、特許文献３（特開平０６−０４２２２７号公報）、特許文献４（特開２０１８−０６６１９４号公報）、特許文献５（特開２００７−０６３９８７号公報）、特許文献６（特開２００３−３２８５９８号公報）、特許文献７（特開平０７−００４１２０号公報）である。

特許６００６４４２号公報 特開平１１−０４４１３１号公報 特開平０６−０４２２２７号公報 特開２０１８−０６６１９４号公報 特開２００７−０６３９８７号公報 特開２００３−３２８５９８号公報 特開平０７−００４１２０号公報

簡単に組立や解体ができて軽量な丸みを帯びた簡易構造物を開発する。

可撓性の薄板材を環状に湾曲させてドーム型構造物あるいはトンネル型構造物の骨格を形成した発明である。本発明の主な構成は次のとおりである。

１．中央部に連結孔を有し、両端に取付穴を有する可撓性を有する薄板材であることを特徴とする簡易構造物用の支柱材。
２．薄板材が樹脂製材、竹製材又は木製材であることを特徴とする１．記載の簡易構造物用の支柱材。
３．１．又は２．に記載された支柱材と基盤材を組み合わせて構成した簡易構造物の骨殻であって、
簡易構造物がドーム型構造物又はトンネル型構造物であって、
基盤材には、取付穴が設けられており、
薄板材を環状に湾曲させて、両端を基盤材の対面側に（接線方向に）面接触させて取付穴同士を接合してあり、
ドーム型構造物では薄板材同士を中央の連結孔で連結し、トンネル型構造物では隣接する薄板材の中央の連結孔を通し材で連結して構成してあることを特徴とする簡易構造物の骨殻。
４．３．記載の簡易構造物の骨殻に幕材を展張したことを特徴とする簡易構造物。
５．可撓性の薄板材を環状に湾曲させて基盤材に取り付けてドーム型構造物あるいはトンネル型構造物の骨殻を形成し、幕材を展張した簡易構造物。
６．屋内小空間であることを特徴とする４．記載の簡易構造物。

１．本発明は、ドーム形状あるいはトンネル形状の簡易構造物として、可撓性のある長尺の薄板材を支柱材として用い、Ｚ字状に湾曲させた複数の薄板材を環状に配置して基盤材に取り付けてドーム型などの骨殻を形成し、該骨殻に幕材を展張してドーム形状やトンネル形状の簡易構造物を構築する。基本的な支柱材が薄板材であり、構成材が少なく、簡単に組み立てや解体ができる丸みを帯びた構造物が構築できた。可撓性の支柱材を用いることにより、風圧などの外力に対して耐久性が高い構造物でもある。
２．ドーム形状の構造物では、全周方向に剛性が一様である構造物が構築できる。一方、可撓性材料を支柱材として用いているので、構造物全体としては弾力性があり、丸みとも合わさって、柔らかなイメージの構造物を提供できる。
３．薄板材として、炭素繊維強化プラスチックなどの繊維補強プラスチックや木材、竹材などを利用することができる。木材や竹材は長さ方向に繊維方向をそろえた平行合板や集成材が適している。
４．幕材は、骨殻の内側あるいは外側に展張することができる。骨殻の内側に幕材を張った場合、骨殻の曲線形状や支柱材である薄板材の個性を外面に表すことができる簡易構造物となる。また、幕材との色柄の組み合わせも可能となり、優れた意匠性を発揮できる。
５．本発明の簡易構造物は、バラエティーに富んだ構造物であって、屋内のミーテイングスペースや屋外の臨時施設などに適している。

薄板材からなる支柱材の例を示す図。（ａ）薄板製の支柱材の例、（ｂ）Ｚ状に屈曲させた薄板製支柱材。 ドーム型構造物の骨殻の製造工程１を示す図。 ドーム型構造物の骨殻の製造工程２を示す図。 ドーム型構造物の骨殻の平面図を示す図。 ドーム型構造物の骨殻の斜視図を示す図。 ドーム型簡易構造物を屋内に設置した例を示す図。 トンネル型構造物の骨殻の例１を示す図。 トンネル型構造物の骨殻の例２を示す図。 トンネル型構造物の骨殻の例３を示す図。

本発明は、細長い可撓性のある薄板材を支柱材と円形あるいは平行に設けた基盤材とを用いて、基盤材上に縁環状に支柱材を立設してドーム形状あるいはトンネル形状の骨殻を形成、該骨殻に幕材を展張して簡易構造物を構築するものである。
この簡易構造物は、屋内の打ち合わせスペースや避難スペース、屋外の臨時スペースなどに適している。本発明は、構成する材の種類が少なく、収納、組み立てが容易な取り扱いが容易なコンパクトな簡易構造物である。

＜支柱材＞
支柱用の薄板材としては、樹脂製材、竹製材又は木製材などが用いられる。樹脂製材として炭素繊維強化プラスチックなどの繊維強化プラスチックが適している。しなりと弾力性を備えた可撓性の細長い支柱材である。Ｚ状に湾曲させた状態で自立性を備えている。竹材や木材は繊維を長さ方向に揃えて積層した平行合板が適している。また、複合材を用いることもできる。竹材や木材と樹脂繊維を張り合わせて作成することができる。
薄板材は、両端部に取り付け穴が設けられ、中央部に連結穴が設けられている
薄板材を用いた支柱材の例を図１に示す。
薄板製の支柱材２の例を（ａ）図に示す。細長い薄板材３からなり、両端に取付穴３１、３１が設けられており、中央に連結孔３２が設けられている。Ｚ状に撓ませた薄板製の支柱材２を（ｂ）に示す。この薄板材３は可撓性があって、屈曲させた場合、竹ひごのように撓む。この性質を利用してＺ状に湾曲させて、自立した骨組み材として利用する。この支柱材はねじれるように基盤に固定されることにより、たわみ弾力性とねじれに対する復元力により、湾曲状の形状を保持することができる。単純に薄板上に荷重をのせると曲がって撓んでしまうが、形状を丸くすると外側に働く引張と内側に働く圧縮によってプレストレスのような作用が発揮されて、形状が維持できるようになる。
基盤に固定できるように両方の端部には取付穴３１を設けてある。取り付け穴は１個あるいは複数個とする。取り付け穴が１個の場合は、Ｚ型に取り付けた支柱材が回転しやすくなり、風圧などに対する変形耐久性が向上する。取り付け穴を複数設けた場合、基盤に取りつけられた薄板材の端部の方向が規定されることとなり、支柱の剛性が高まって、立体形状を保ちやすくなる。
中央部には連結孔３２を設けて、他の支柱材２などと連結して、立体形状を保ちやすくしている。
薄板材３の長さは、簡易構造物の内部高と両端の幅で決まるが、人の背丈より高い２００ｃｍの高さの環状とすると薄板材３の長さは６００ｃｍ以上必要なる。幅と厚みは人力で屈曲させて取り付け作業ができる程度が簡易構造物としては好ましい。

＜基盤材＞
基盤材は、円形状あるいは矩形状である。基盤材は、床面や地面に敷設して、支柱材を取り付ける基礎となる部材である。基盤材は、連続物あるいは分割して組み立てることもできる。基盤材には支柱材を取り付けるための取り付け穴を多数設ける。取り付け穴は、対面に設けることを基本とする。基盤材には取付穴を複数個セットで形成して、支柱材の端部の取り付け穴と合わせて、支柱材の端部の方向を規制できるようにすることが好ましい。
基盤材は、プラスチック、鋼材、木製、竹製などを使用することができる。木製や竹製は合板や集成材とすることができる。
基盤の大きさは、一人用であれば直径１．５ｍ、４人程度の打ち合わせ用であれば直径３．０ｍなど、適宜必要な大きさに設定することができる、また、幅３ｍのトンネル状などにも設定することができる。トンネルは、直線に限らずカーブをつけることもできる。分割して小型化及び組み合わせて変化をつけることもできる。

＜幕材＞
幕材は、テント用シート、樹脂フィルムシート、和紙、布、竹布、を用いることができる。屋根頂部まで全体を被覆するフルカバータイプと鉢巻上などのパートカバータイプとすることができる。シートは、透明、透光性、不透明、色柄をつけることもでき、これらの組み合わせなどを用いることができる。
幕材は骨殻の外面に被覆あるいは内面側に被覆することができる。
幕材としては、竹布も利用することができる。竹布は、静電気が発生しにくく、防カビ、防ダニ、脱臭、通気性、遠赤外線に優れている軟らかい印象を与えることができる素材である。丸みを帯びた本発明の骨殻との相性が良い。

＜その他の材料＞
照明や通信用の設備は、基盤材や支柱に取り付けるか組み付けにすることができる。照明を基盤材に設けた場合は、下からの間接照明とすることができる。
固定用の手段としては、ボルトやくさびなどを用いることができる。

ドーム型の簡易構造物１１の例を構築工程に沿って図２、図３を用いて説明する。
（１）取付穴４１（４１ａ・・・・４１ｈ）を８か所設けた円形の基盤材４を準備する。
（２）細長い薄板材３からなる支柱材２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を４本準備する。薄板材３をＺ状に曲げて両端にある連結穴３１、３１を基盤材４の取り付け穴４１ａと１８０度反対側にある取り付け穴４１ｅに合わせて、固定する。薄板材３の端部の取り付け方向は、基盤材に対して反対方向ｄａ、ｄｅになるように取り付けて、薄板材３が可撓性を発揮して、立ち上がらせている。
（３）（２）の作業を４本の支柱材２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄについて順次繰り返して、中央部にある中央の連結孔３２にボルトなどの通し材６を連通させて、ナットなどで４本の支柱材を結合して、ドーム型の簡易構造物１１の骨殻５を構築する。基盤材４と支柱材２もそれぞれの取り付け穴を合わせてボルト６２で固定する。Ｚ状に屈曲して基盤材４に取り付けられた４本の支柱材を中央部で結合されることにより、弾力性を備えたドーム型の骨殻５が形成される。
（４）ドーム形状の骨殻５の内法に沿った形状に形成された幕材７を準備し、骨殻５の内側に敷きこむ。幕材７は縫製などの手段によりカボチャ状に形成されており、基盤材の円形に沿う開口部を設けて出入口５３が形成されている。
（５）幕材７の開口部から空気を吹き込んで幕材を拡張する。
（６）幕材７が膨らむと骨殻５の内法に沿った形状となり、支柱材に取り付けてドーム型構造物１１とする。幕材７には、ファスナーなどを設けたスリットが形成されており、出入り口５３とする。このドーム型構造物１１の例では、骨殻５を形成する支柱材２である薄板材３が外面に表れるので、薄板材３そのものの風合いと湾曲した形状および幕材７との組み合わせが、ドーム型構造物１１の構成として顕著に表れることとなる。幕材７は、必ずしも骨殻５の内面に密着する必要はなく、小さめに作って、骨殻５との間に隙間を設ける構成とすることもできる。その場合、支柱材２に幕材７が吊られているように見えることとなる。あるいは、幕材７を支柱材２に取り付ける材料を透明材あるいは細い材料を用いることにより、骨殻５と幕材７が独立しているように表現することもできる。

細長い支柱材、基盤材と幕材の３種類の構成要素でドーム形状構造物を形成できる。また、これらの構成要素は、不使用時は小さくすることができるので、保管性と運搬性に優れている。構築も、人力でできる程度の重量と、湾曲強度に設定することができ、ボルト締めを用いているので、組み立ても容易である。
図２、３に示したドーム型構造物では、幕材を骨殻の内面に配置したが、骨殻の外面に被覆することもできる。
幕材を骨殻の内面に配置した場合は、幕材そのもの色柄、風合いのほか骨殻の曲線形状、薄板材の特性も簡易構造物のデザインに取り入れることができ、バラエティーに富み、ミーティングスペース、イベント用などに適した小空間を持った構造物となる。

ドーム型構造物の骨殻の平面図を図４に、斜視図を図５に、ドーム型構造物を屋内小空間１３として設置した例を図６に示す。
円形の基盤材４に支柱材２の端部を１８０度対面になるように４本Ｚ状に立設する。支柱材２は細長い薄板材であり、薄板材の端部の取り付け面は同じ面であって、方向が１８０度反対向きとなる。薄板材の端部は、基盤材の幅内に取り付けられ、撓む弾力性によって、やや外側に広がって、頂部に向かって湾曲する形状となる。したがって、ドームの内面は、中間高さで外側に膨らんでおり、図６に示されるようにゆとりのある空間が形成される。

トンネル型簡易構造物の例を図７〜９に示す。
支柱材２は細長い薄板材３を使用する。基盤材４は、２本の直線状基盤材４２、４３として平行に敷設する。基盤材４には取付穴４４（４４ａ、４４ｂ・・・）、４５（４５ａ、４５ｂ・・・）を等間隔に設ける。例えば、２本の基盤材の間隔が円形ドームの直径と同程度であれば、取り付け穴の間隔も同程度とすることができる。薄板材３のサイズも同様に円形ドームで用いたサイズを使用することができる。薄板材の両端は、基盤材に対して直角位置あるいはずらして千鳥状に取り付ける。薄板材の両端部は、逆向き方向に基盤材に取り付けられる。
トンネル頂部長手方向に頂部の通し材６５を配置し、頂部の通し材６５に設けた連結孔６６（６６ａ、６６ｂ・・・）と薄板材の中央に設けられている連結孔３２を接続して、連設されている支柱材２（２ａ、２ｂ・・・）を接続して、トンネル状の骨殻を形成する。頂部流し材６５は、支柱材２に用いる薄板材３をそのまま用いることができる。
これらのトンネル状骨殻に必要となる基本構成要素は、基盤材と細長い薄板材と幕材と少なくて済む。
これらのトンネル状骨殻に、幕材を内側から、あるいは外側から展張して、トンネル型簡易構造物を構築する。トンネル状なので、長さは自由に設定できる。

図７に示すトンネル状骨殻５５は、薄板材３を同しＺ向きに湾曲させて連設した例を示している。
図示を用いて支柱材の取付状況を詳しく説明する。図示において上下に設けられた直線状基盤材４２、４３と中間に設けられた頂部の通し材６５には、それぞれに設けた取付穴４４、４５と連結孔６６が升目状に配置されている。支柱材２ａを形成する薄板材３の上端は基盤材４２の取付穴４４ａに右向きに取り付けられている。薄板材３の連結孔３２は頂部通し材６５の連結孔６６ｂに取り付けられ、薄板材３の下端は基盤材４３の取付穴４５ｃに左向きに取り付けられている。
薄板材３の上下の端部は、基盤材の取付穴を１個飛ばしで千鳥上に取り付けている。そして、頂部の連結孔６６は隣の連結孔に連結されている。この結果、薄板材３は外向きに膨らみが付いて、基盤材４４、４５から外側に張り出してから、頂部で通し材６５に接続されている。

図８に示すトンネル状骨殻５６は、薄板材３を同じＺ向きに湾曲させて連設した例を示している。
図示を用いて支柱材２の取付状況を詳しく説明する。図示において上下に設けられた基盤材４２、４３と中間に設けられた通し材６５には、それぞれに設けた取付穴４４、４５と連結孔６６が升目状に配置されているのは図７と同様である。
支柱材２ａを形成する薄板材３の上端は基盤材４２の取付穴４４ａに右向きに取り付けられている。薄板材３の連結孔３２は頂部の通し材６５の連結孔６６ａに取り付けられ、薄板材３の下端は基盤材４３の取付穴４５ａに左向きに取り付けられている。したがって、薄板材の上下端の取付穴と中央の連結孔は同じａ列に設けられている。
このような構成にすることにより、薄板材の端部は基盤材の方向と同方向となり、薄板材は基盤材から外側に膨らむことなく、平行に設けられた２本の基盤材４２、４３の幅内収まっている。

図８に示すトンネル状骨殻５６は、薄板材のＺ状湾曲を逆向きにして組み合わせて連接した例を示している。支柱材２ａを構成する薄板材３の取り付けは図７に示すトンネル状骨殻５５と同様に上端は取付穴４４ａに取り付け、中央の連結孔３２は通し材６５の連結孔６６ｂに接続し、下端は取付穴４５ｃに取り付けている。支柱材２ａとはｂ逆向きのＺ状に湾曲させた支柱材２ｂを構成する薄板材３の取り付けは上端は取付穴４４ｃに取り付け、中央の連結孔３２は通し材６５の連結孔６６ｂに接続し、下端は取付穴４５ａに取り付けている。支柱材２ａと支柱材２ｂは、通し材の同じ連結孔６６ｂで接続し、頂部でＸ状にクロスしている。

図７〜９は、間隔を一定にした平行に敷設した２本の基盤材を用いているが、間隔を変更したり、湾曲させることができる。湾曲方向も同方向と逆方向を適宜組み合わせて、骨殻にバリエーションを持たせることができる。
この場合、基盤材や支柱材の種類も合わせて増やすこととなる。

１ 簡易構造物
１１ ドーム型構造物
１２ トンネル型構造物
１３ 屋内小空間

２ 支柱材
３ 薄板材
３１ 取付穴
３２ 連結孔

４ 基盤材
４１、４４、４５ 取付穴
４２、４３ 直線状基盤材

５ 骨殻
５３ 出入り口
５５ トンネル状骨殻
５６ トンネル状骨殻

６ 通し材
６２ ボルト
６５ 通し材
６６ 連結孔

７ 幕材

Claims (6)

1. 中央部に連結孔を有し、両端に取付穴を有する可撓性を有する薄板材であることを特徴とする簡易構造物用の支柱材。
2. 薄板材が樹脂製材、竹製材又は木製材であることを特徴とする請求項１記載の簡易構造物用の支柱材。
3. 請求項１又は請求項２に記載された支柱材と基盤材を組み合わせて構成した簡易構造物の骨殻であって、
   簡易構造物がドーム型構造物又はトンネル型構造物であって、
   基盤材には、取付穴が設けられており、
   薄板材を環状に湾曲させて、両端を基盤材の対面側に（接線方向に）面接触させて取付穴同士を接合してあり、
   ドーム型構造物では薄板材同士を中央の連結孔で連結し、トンネル型構造物では隣接する薄板材の中央の連結孔を通し材で連結して構成してあることを特徴とする簡易構造物の骨殻。
4. 請求項３記載の簡易構造物の骨殻に幕材７を展張したことを特徴とする簡易構造物。
5. 可撓性の薄板材を環状に湾曲させて基盤材に取り付けてドーム型構造物あるいはトンネル型構造物の骨殻を形成し、幕材を展張した簡易構造物。
6. 屋内小空間であることを特徴とする請求項４記載の簡易構造物。

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