JP2024039571A - 建築構造及び建築システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、耐久性及び強度が高く、更に居住性及びデザイン性に優れた建築構造及び建築システム並びにこれらを産業上有利に構築できる方法を提供する。【解決手段】長尺状物と接合部材との組み合わせから構成される複数のモジュールユニットを含む建築構造であって、前記モジュールユニットが、例えば直方体や立方体を形成し、前記直方体の１以上の面が三角形の骨組みからなる建築構造。【選択図】図１

Description

本発明は、モジュールユニットを用いる建築システム又は建築構造に関する。

従来、モジュールユニットを用いた住宅の耐震性の向上などが検討されている。しかしながら、住宅の四角形状フレームを形成することが容易ではなく、住宅の四角形状フレームの形成工程が複雑化かつ高度化し、作業スペースが必要になるなど作業性が悪く、四角形状フレームの取り扱い性が悪く、コスト増にもつながるなどの問題を有していた。

近年においては、繊維シートを用いた住宅の耐震性の向上が検討されている（例えば特許文献１）。しかしながら、このような建築構造の作製工程が複雑化、高度化し、根本的な問題解決には至っていなかった。なお、柱構造及び壁構造を補強するために三角形状集成フレームが検討されている（例えば特許文献３）。しかしながら、このような補強フレームでは上記した問題を根本的に解決できないものであり、根本的に解決できる方策が待ち望まれていた。また、三角形状フレームを用いた建築物も検討されている（例えば特許文献２）。しかしながら、このような方法でも上記した問題を全て解決することは困難であり、また、建設の際、建築物のフレームや作業スペースなどが原因で建設作業が困難といった問題があった。また、建築物内の空間が制限されるなど、居住性やデザイン性が悪いといった問題があった。そのため、住宅の耐震構造を容易に形成でき、さらには耐久性及び強度の高い建築物も容易に作製できるような方策が待ち望まれていた。

特許５５１８０１７号公報 特開２０２１－００８７９６号公報 特開２００７－１４６５７９号公報

本発明は、耐久性及び強度が高く、更に居住性及びデザイン性に優れた建築構造及び建築システム並びにこれらを産業上有利に構築できる方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、長尺状物と接合部材との組み合わせからなる複数のモジュールユニットを含む建築構造であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含む建築構造が耐久性及び強度が高く、更に居住性及びデザイン性に優れていることを見出し、このような建築構造が上記した従来の問題を一挙に解決できるものであることを見出した。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］ 長尺状物と接合部材との組み合わせからなる複数のモジュールユニットを含む建築構造であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする建築構造。
［２］ 前記モジュールユニットが立方体である前記［１］記載の建築構造。
［３］ 前記直方体のすべての面が三角形の骨組みからなる前記［１］記載の建築構造。
［４］ 前記三角形が二等辺三角形である前記［１］記載の建築構造。
［５］ 前記三角形が直角三角形である前記［１］記載の建築構造。
［６］ 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする前記［１］記載の建築構造。
［７］ 前記長尺状物がＣ形チャンネルである前記［１］記載の建築構造。
［８］ 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している前記［１］記載の建築構造。
［９］ 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する前記［１］記載の建築構造。
［１０］ 建築物にモジュールユニットを複数個使用する方法であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする方法。
［１１］ 前記モジュールユニットが立方体である前記［１０］記載の方法。
［１２］ 前記直方体のすべての面が三角形の骨組みからなる前記［１０］記載の方法。
［１３］ 前記三角形が二等辺三角形である前記［１０］記載の方法。
［１４］ 前記三角形が直角三角形である前記［１０］記載の方法。
［１５］ 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする前記［１０］記載の方法。
［１６］ 前記長尺状物がＣ形チャンネルである前記［１０］記載の方法。
［１７］ 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している前記［１０］記載の方法。
［１８］ 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する前記［１０］記載の方法。
［１９］ 前記［１０］～［１８］のいずれかに記載の方法を用いる建築方法又は工事方法。
［２０］ モジュールユニットが複数使用されている建築システムであって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする建築システム。
［２１］ 前記モジュールユニットが立方体である前記［２０］記載の建築システム。
［２２］ 前記直方体のすべての面が三角形の骨組みからなる前記［２０］記載の建築システム。
［２３］ 前記三角形が二等辺三角形である前記［２０］記載の建築システム。
［２４］ 前記三角形が直角三角形である前記［２０］記載の建築システム。
［２５］ 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする前記［２０］記載の建築システム。
［２６］ 前記長尺状物がＣ形チャンネルである前記［２０］記載の建築システム。
［２７］ 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している前記［２０］記載の建築システム。
［２８］ 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する前記［２０］記載の建築システム。

本発明によれば、耐久性及び強度が高く、更に居住性及びデザイン性に優れた建築構造及び建築システム並びにこれらを産業上有利に構築できる方法を提供できる。

本発明において長尺状物とガセットプレートとの好適な組合せとしての適用例の一つを模式的に示す図である。 本発明における好適に用いられる長尺状物を模式的に示す図である。 本発明における複数のモジュールユニットから構成される柱構造及び／又は梁構造の好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明における長尺状物とガセットプレートとの組合せによるモジュールユニットの好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明における長尺状物とガセットプレートとの組合せによるモジュールユニットの好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明における長尺状物とガセットプレートとの組合せによるモジュールユニットの好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明における複数の柱構造及び／又は梁構造を用いた壁構造の好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明における長尺状物とガセットプレートとの組合せによるモジュールユニットの好適な態様の一例模式的に示す図である。 本発明における複数の柱構造及び／又は梁構造を用いた建築物の好適な態様の一例を模式的に示す図である。 本発明においてトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造の好適な態様の一例を模式的に示す。 本発明においてトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造の好適な態様の一例を模式的に示す。

本発明の建築構造は、長尺状物と接合部材との組み合わせからなる複数のモジュールユニットを含む建築構造であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特長とする。

前記モジュールユニットは、前記柱構造及び梁構造を構成する任意の単位をいうが、本発明においては、前記接合部材と前記長尺状物同士との組み合わせからなるのが好ましく、前記接合部材及び前記長尺状物同士の組合せにより構成されるモジュールユニットが直方体を形成し、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを形成するのがより好ましく、また建築物の柱構造及び梁構造に二個以上使用されるのも好ましい。また、前記長尺状物同士と前記接合部材との組合せにより形成される前記モジュールユニットのそれぞれの面における三角形は、二等辺三角形であるのが好ましく、また、直角三角形であるのも好ましい。前記モジュールユニットは、前記直方体あたり、前記長尺状物を１８個以上用いられるのが好ましい。なお、本発明においては、前記トラス状の具体的な形状が前記建築物の種類等、地球の自転や重力に応じて適宜設定されるのが好ましく、例えば、前記トラス状の斜辺が左上から右下へ伸びるのが好ましい。このような好ましい範囲によれば、より耐久性に優れ、かつ、より自然に調和した建築物とすることができる。

前記長尺状物の種類としては、特に限定されないが、前記Ｃ形チャンネルであるのが好ましく、前記長尺状物の構成材料は、特に限定されないが、例えば、金属であってもよいし、木材でもあってもよいが、金属であるのが好ましい。前記長尺状物が金属である場合には、Ｃ形チャンネルが好ましいが、Ｈ形等の他の形であってもよい。なお、前記Ｃ形チャンネルは公知のＣ形チャンネルであってよい。また、本発明においては、前記長尺状物が木材から構成されていてもよく、例えば角材が好適に用いられる。また、前記長尺状物の長さは特に限定されないが、１０ｃｍから２ｍであるのが好ましい。前記長尺状物に形成される螺合部の位置及び大きさは、特に限定されないが、前記長尺状物の両端の近傍に設けられるのが好ましい。前記長尺状物の螺合部と接合部材を螺合する際、前記長尺状物に形成された凹部の背面部と螺合するのが好ましい。前記長尺状物は公知の長尺状物であってよい。

前記接合部材は、前記長尺状物同士を螺合により接合するための螺合部を１つ以上具備しているのが好ましい。前記接合部材の螺合部の位置及び大きさは、特に限定されないが、本発明においては、前記接合部材の端部近傍の位置に前記螺合部が設けられているのが好ましい。また、前記接合部材は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されないが、ガセットプレートと治具との組み合わせであるのが好ましい。前記ガセットプレートは、公知のガセットプレートであってよい。また、前記治具は、例えば、ボルト及びナットなどの公知の治具であってよく、治具の数等は本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、適宜設定されてよい。前記接合部材は公知の接合部材が用いられ得る。

本発明においては、建築物の柱構造及び梁構造に前記モジュールユニットを複数個使用するのが好ましく、このような方法も本発明に含まれる。前記モジュールユニットの使用手段は特に限定されず公知の手段であってよい。

本発明においては、前記接合部材と前記長尺状物同士の組合せにより、トラス状を形成するモジュールユニットが好ましく、このような好ましいモジュールユニットで建築物の柱構造又は梁構造を構成することにより、建築物の柱構造又は梁構造は耐久性及び強度がより高く、更に居住性及びデザイン性により優れたものとすることができる。

以下、図面を用いて、本発明の好適な態様をより具体的に説明するが、本発明はこれら具体例に限定されるものではない。

図１は、本発明において長尺状物とガセットプレートとの好適な組合せとしての適用例の一つを模式的に示す。図１の長尺状物とガセットプレートとの好適な組合せはＣ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２からなっている。またモジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により直角三角形となっている。Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、Ｃ形チャンネル（長尺状物）１は、ガセットプレート２と治具３２を用いて螺合されており、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを積み重ねて例えば、柱構造及び／又は梁構造の一部とすることができる。これらの構成により、耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図２は、本発明において好適に用いられる長尺状物を模式的に示す。図２の長尺状物はＣ形チャンネル１及び螺合部３からなり、前記Ｃ形チャンネル１及び螺合部３は金属で構成されており、前記長尺状物は、Ｃ形チャンネルとなっており、螺合部３は、Ｃ形チャンネル１と螺合可能なガセットプレートと螺合した際に、長尺状物同士を固定するために用いられている。螺合毎の螺合部３の数（例えば、ボルトの数等）は建築物の構造計算により適宜設定されるが、本発明においては２以上の螺合部３が設けられるのが好ましく、４以上の螺合部３が設けられるのがより好ましい。

図３は、本発明において複数のモジュールユニットから構成される柱構造及び／又は梁構造の好適な態様の一例を模式的に示す。図３の前記柱構造及び／又は前記梁構造は、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２からなっており、複数のモジュールユニットでもって柱構造及び／又は梁構造とすることができる。前記柱構造及び／又は前記梁構造は、複数のモジュールユニットからなっており、前記モジュールユニットは、直方体であり、前記直方体の面がＣ形チャンネル１同士により直角三角形を形成している。またモジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により直角三角形となっている。Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、Ｃ形チャンネル１はガセットプレート２と治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができる。ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを積み重ねて例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造とすることができる。これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図４は、本発明において長尺状物とガセットプレートとの組合せによる好適なモジュールユニットの一例を模式的に示す。図４のモジュールユニットは、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２からなっている。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、モジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により二等辺三角形となっている。Ｃ形チャンネル１はガセットプレート２と治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができ、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造の一部とすることができる。また、これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図５は、本発明において長尺状物とガセットプレートとの組合せによる好適なモジュールユニットの一例を模式的に示す。図５のモジュールユニットは、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２からなっている。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、モジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により直角三角形となっている。Ｃ形チャンネル１はガセットプレート２と治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができ、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造の一部とすることができる。また、これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図６は、本発明において長尺状物とガセットプレートとの組合せによる好適なモジュールユニットの一例を模式的に示す。図６のモジュールユニットは、木材５１、ガセットプレート２及び治具３２からなっている。木材５１は角材であり、ガセットプレート２と治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができ、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造の一部とすることができる。また、モジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記木材同士により二等辺三角形となっている。これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図７は、本発明において複数の柱構造及び／又は梁構造を用いた壁構造の好適な態様の一例を模式的に示す。図７の複数の前記柱構造及び／又は前記梁構造を用いた壁構造は、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２、治具３２及び板材５２からなっている。前記柱構造及び／又は前記梁構造は、複数のモジュールユニットからなっており、前記モジュールユニットは、直方体であり、前記直方体の面がＣ形チャンネル１同士により直角三角形を形成している。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、Ｃ形チャンネル１はガセットプレート２と治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができ、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造とすることができる。また、前記モジュールユニットはガセットプレート２及び板材５２を用いて複数の前記柱構造及び／又は前記梁構造と連結させることができる。これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図８は、本発明において複数のモジュールユニットから構成される柱構造及び／又は梁構造の好適な態様の一例を模式的に示す。図８の複数のモジュールユニットから構成される前記柱構造及び／又は前記梁構造はＣ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２からなっており、複数のモジュールユニットでもって前記柱構造及び／又は前記梁構造とすることができる。前記柱構造及び／又は前記梁構造は、複数のモジュールユニットからなっており、前記モジュールユニットは、直方体であり、前記直方体の面がＣ形チャンネル１同士により直角三角形を形成している。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、モジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により直角三角形となっている。Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、Ｃ形チャンネル（長尺状物）１は、ガセットプレート２と治具３２を用いて螺合されており、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造とすることができる。これらの構成により、耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図９は、本発明において柱構造及び／又は梁構造を用いた建築物の好適な態様の一例を模式的に示す。図９の前記柱構造及び／又は前記梁構造を用いた建築物は、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２、治具３２、ガラス材５３、ドア５４及び屋根５５からなっている。また、前記柱構造及び／又は前記梁構造は、複数のモジュールユニットからなっており、前記モジュールユニットは、直方体であり、前記直方体の面がＣ形チャンネル１同士により直角三角形を形成している。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されている。前記モジュールユニットは直方体となっており、前記直方体の面が前記Ｃ形チャンネル同士により直角三角形となっている。Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されており、Ｃ形チャンネル（長尺状物）１は、ガセットプレート２と治具３２を用いて螺合されており、ガセットプレート２及び治具３２を用いて前記モジュールユニットを固定することで例えば、前記柱構造及び／又は前記梁構造とすることができる。ガラス材５３、ドア５４及び屋根５５は特に限定されず、公知のものであってよく、本発明における前記モジュールユニットと公知の手段を用いて建築物を構成してもよい。これらの構成により、耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図１０は、本発明においてトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造の好適な態様の一例を模式的に示す。図１０のトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造は、Ｃ形チャンネル１（長尺状物）、ガセットプレート２及び治具３２からなり、モジュールユニットが直方体となっており、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる直角三角形となっている。また、Ｃ形チャンネル１、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されている。Ｃ形チャンネル１（長尺状物）はガセットプレート２と、治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができる。これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

図１１は、本発明においてトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造の好適な態様の一例を模式的に示す。図１１のトラス状のモジュールユニットを用いた梁構造及び／又は柱構造は、木材５１（長尺状物）、ガセットプレート２及び治具３２からなり、モジュールユニットが直方体となっており、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる直角三角形となっている。また、木材５１（長尺状物）、ガセットプレート２及び治具３２は金属で構成されている。木材５１はガセットプレート２と、治具３２を用いて螺合可能な構成となっており、螺合することで前記長尺状物同士を固定することができる。これらの構成によりモジュールユニット全体の耐久性、耐震性及びデザイン性をより向上させている。

本発明の建築構造及び建築システムは、種々の建築物に適用可能であり、特に家屋などに有用である。

１ Ｃ形チャンネル
２ ガセットプレート
３ 螺合部
３２ 治具
４２ 屋根部
５１ 木材
５２ 板材
５３ ガラス材
５４ ドア
５５ 屋根

Claims (28)

1. 長尺状物と接合部材との組み合わせからなる複数のモジュールユニットを含む建築構造であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする建築構造。
2. 前記モジュールユニットが立方体である請求項１記載の建築構造。
3. 前記直方体のすべての面が前記三角形の骨組みを含む請求項１記載の建築構造。
4. 前記三角形が二等辺三角形である請求項１記載の建築構造。
5. 前記三角形が直角三角形である請求項１記載の建築構造。
6. 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする請求項１記載の建築構造。
7. 前記長尺状物がＣ形チャンネルである請求項１記載の建築構造。
8. 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している請求項１記載の建築構造。
9. 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する請求項１記載の建築構造。
10. 建築物にモジュールユニットを複数個使用する方法であって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする方法。
11. 前記モジュールユニットが立方体である請求項１０記載の方法。
12. 前記直方体のすべての面が前記三角形の骨組みを含む請求項１０記載の方法。
13. 前記三角形が二等辺三角形である請求項１０記載の方法。
14. 前記三角形が直角三角形である請求項１０記載の方法。
15. 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする請求項１０記載の方法。
16. 前記長尺状物がＣ形チャンネルである請求項１０記載の方法。
17. 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している請求項１０記載の方法。
18. 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する請求項１０記載の方法。
19. 請求項１０～１８のいずれかに記載の方法を用いる建築方法又は工事方法。
20. モジュールユニットが複数使用されている建築システムであって、前記モジュールユニットが直方体であり、前記直方体の１以上の面が、前記長尺状物が３個組み合わせてなる三角形の骨組みを含むことを特徴とする建築システム。
21. 前記モジュールユニットが立方体である請求項２０記載の建築システム。
22. 前記直方体のすべての面が前記三角形の骨組みを含む請求項２０記載の建築システム。
23. 前記三角形が二等辺三角形である請求項２０記載の建築システム。
24. 前記三角形が直角三角形である請求項２０記載の建築システム。
25. 前記長尺状物が、金属又は木材を構成材料とする請求項２０記載の建築システム。
26. 前記長尺状物がＣ形チャンネルである請求項２０記載の建築システム。
27. 前記モジュールユニットが複数組み合わさって柱構造及び／又は梁構造を形成している請求項２０記載の建築システム。
28. 前記接合部材が前記長尺状物同士を螺合により接合する螺合部を具備する請求項２０記載の建築システム。