JP5230086B2 - 回転可能な建築物構造 - Google Patents

Description

本発明は、静的構造、殊に、原位置で再配置するために設けられた構造物に関する。特に、本発明の構造物は、垂直軸の回りを回転可能なフロアユニットを有する建築物に関する。
（開示文献に対する相互参照）
開示文献番号第５６５９６８号として、２００４年１２月２日に出願された独立に回転可能に支持されたフロア構造を有する建築物という表題の開示文献は、ここで参照され、参照によって組み込まれている。

望ましい光景を自由に眺めるためのアパートメントの可能性は、アパートメントの販売可能性や経済的価値を決定する場合において認識できる要素となっている。しかしながら、ほとんどの建築物では、非常に望ましい向きのアパートメントは制限された数しかない。この問題に対する解決方法は、原位置における建築物の再配置によって変更可能な環境を提供することである。一般に、再配置可能な建築物構造は、スピンドルに回転可能に取り付けられた外側ケーシングで設計されている。この構造物は、主に、展望台、遊具装置及び／又は変更可能な眺めを顧客に提供するためのレストランのために用いられるものであり、アパートメントやホテルや同様の住居のためではない。このような構造物の例は、米国特許番号第３，９０５，１６６号、第６，７４２，３０８号及び第８４１，４６８号で示されている。

これらの構造物の制限は、多層階のアパートメント建築物やホテルとしての使用のためや、選択的に３６０゜の眺めの可能性を提供するために意図されていないということにある。他の欠点は、フロア構造が独立でないことが荷重安定性を低下させるということである。

要するに、本発明の本質は、コアを通してバランスのとれた垂直荷重を伝えるための漸進的（incremental）高さで、コアに支持され、コアの周囲で複数の水平フロアユニットを備えた、垂直に配置された中心コアを有する建築物構造を含んでいる。フロアユニットと関係しているコアから水平に延びている環状のプラットフォームは、コアにアクセスするための通路を備えている。フロアユニットは、例えば、モータパワーの駆動、風力、水力、電磁エネルギ又は他の駆動力によって、コアの周りを独立に移動可能である。

上記を考慮すると、本発明は、先行技術の制限を克服し、改良された回転可能な建築物構造を提供することを明らかにする。

したがって、本発明を要約すると、前述した如何なる制限も受けない、ここで説明された一般的特徴の回転可能な建築物構造を提供することが目的である。
本発明の他の目的は、高層又は低層建築物に関する回転可能な建築物構造を提供することである。

さらに、本発明の目的は、独立に回転可能に支持され、改良された地震の安定性を提供するフロアユニットを有する回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の目的は、フロアユニットの構成が任意の形状に変更可能であり、建築物の輪郭がフロアユニットの回転中に連続的に変化する回転可能な建築物構造を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、フロアユニットから中心コアへの連絡通路を備えている静止したプラットフォームを含む回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、フロアユニットを支持するための一つ又は多数の垂直コアを有する回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の他の目的は、フロアユニットの移動がコンピュータ制御され、指令により駆動可能である回転可能な建築物構造を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、組み立て及び現場での据え付けを容易にするためのプレハブ家具付きのフロアユニットを有する回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の目的は、ハリケーンなどの場合に、風力荷重を減らすために再配置可能である空気力学的に設計されたフロアユニットを有する回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の目的は、風力荷重を電力に変換する風車として作用し、個々のシングルフロアで風圧によってエネルギを生じる、回転可能な建築物構造を提供することである。

さらに、本発明の目的は、フロアから分離し、風力を電力に変換する風圧にしたがって回転する水平な風車構造物上での風圧によってエネルギを生じる、回転可能な建築物構造を提供することである。
さらに、本発明の目的は、ソーラパネルが電力を生ずるように組み立てられ、フロアの数に等しい屋根の数を有する建築物の個々のフロアの天井に配置されたソーラパネルによってエネルギを生じる、回転可能な建築物構造を提供することである。

この発明の他の目的は、部分的に明らかにされ、部分的に下文で指摘される。
これらの目的を考慮すると、本発明は、添付される図面、より特別に指摘されている範囲及び添付されたクレームに示されるように、前述した目的及び他の目的が下文で得られることによって、部品の要素及び配置の所定の組み合わせにおける実施形態を見つけ出す。

添付される図面において、本発明の一実施形態が示される。

図面についてはつぶさに特定指示をしながら、示されている詳細は、例によって、そして単に本発明の好ましい実施形態の具体的議論の目的のためであるということが強調される。また、最も役に立つと信じられること、発明の本質及び概念的態様の説明が容易に理解されることを提供するために開示されていることが強調される。この点に関し、発明の基本的な理解のために必要とされる以上の詳細については、発明の態様を示さない。図面に加えられる説明は、発明の様々な形態を実際にどのように具体化するかということを当業者に明らかにする。

図面の図１に関して、独立に回転可能に支持されたフロアユニット１２を有する多層の回転可能な建築物構造１０の部分が示されている。本発明の構造は高層建築物及び／又は低層建築物に対しての適用を含んでいるということが理解されるべきである。矢印は、個々のフロア１２が反対側の回転方向に回転したり、同一方向に回転したりすることを示すためのものである。フロアユニットは、異なる速度で動作することもできる。

次に、図２に関して、強化コンクリートで作られ、鋼又は鋼相当の材料を構成材料とし、好ましくは円柱形状である中心コア１４が平面図で示されている。プラットフォーム２２は、中心コア１４に取り付けられ、又は一体的に中心コア１４に形成されている。コア１４は、フロアユニット１２の活荷重又は死荷重の合計を支えるように設計されている。フロアユニット１２は、コア１４を囲み、コア１４に対してバランスした荷重を伝えるために設けられている。フロアユニット１２は、例えば、図８に示されるように、バランスした荷重を得るために適用されたカウンタウェイトを有するように、中心コア１４に関して、非均一形状に形成されたり、及び／又は対称に取り付けられたりすることができる。フロアユニット１２の図８に示される形態は、回転中に種々の建築物プロファイルをもたらすということに留意されるべきである。更に留意されるように、フロアユニット１２は、中心コア１４に沿って漸進的な垂直高さで、フロア層を形成するために水平面に沿って接続されることができ、中心コア１４か片持ち支持されることができる。地震荷重の場合は、個々のフロアユニット１２の自由端は、分離しているフロア層が相互接続している場合のように疲労破壊を生ずることなしに、移動されることができる。

エレベータシャフト１６、非常階段１８、冷暖房空調設備、水供給システム、ごみディスポーザ、電力ケーブルなどの機械的／電気的コンポーネント、及び、符号２０で示されている、電話、コンピュータ、テレビジョンなどのユーティリティが、中心コア１４に収容されている。コア１４は、例えば、居住者がエレベータシャフト１６に接近するために、プラットフォーム２２からコア１４の内側に通路を備えるために開口を有しているということに留意されるべきである。

さらに、図３に示されるように、この好ましい実施形態において、フロアユニット１２は、実質的に楔形状であり、好ましくは、構造用の鋼、アルミニウム、これらの組み合わせ、適切に使用される他の材料で作られたオープンフレーム・セグメントである。多数の連結されたフロアユニット１２は、円周面を備えるために、コア１４を取り囲むように設計されている。屋根部材２１とフロア部材２３は、囲いを形成するためにフレームセグメントに固定されている。図３に示されるように、フロア部材２３の一部分は、コア１４に対する接続をより良く示すために配置されているということに留意されたい。フロアユニット１２は、好ましくは、フロアユニット１２の内側から最大の視界をもたらすために透明材料で作られた境界壁２４が湾曲した外壁を有している。内側の境界壁（図示しない）は、プラットフォーム２２に接近するための内側の境界壁を通る居住者の通路を有するプラットフォームに隣接している。

次に、中心コア１４に対するフロアユニット２０の固定に関して、フロアユニット１２を支持するために設計された、図３，図４及び図５に示されるような、上側レール２６と下側レール２８が備えられている。フロアユニット１２の回転移動に関して、ローラベアリング３０が、屋根部材２１から延出するアーム２７の先端に設けられている。ローラベアリング３０は、上側レールによって規定された軌道３２の内側に乗り上げるようになっている。アーム２７から延出する安全ロック３４は、軌道３２でローラベアリング３０を固定するために軌道３２の下に配置可能である。他の軌道３６は、下側レール２８で規定され、駆動輪３８と適合するようになっている。駆動輪３８は、ベベルギア４２又は他の駆動形態によって駆動輪３８に連結された電気モータ４０によって駆動される。ギア比は、動作の仕様に対して設定されることができる。モータドライブ４０は、時計方向又は反時計方向にフロアユニット１２を移動するために、選択された速度及び方向で、指令によってコンピュータ制御されることができる。

しかしながら、フロアの移動は、水力又は磁力によっても行われることができる。

フロアユニット１２はコア１４の周りで円形状を規定するように説明されているけれども、他のフロアユニットの構成は、例えば、四角形状、長円形状、非対称形状が発明の範囲内にあり、移動中に連続的に変形可能な建築物プロファイルをもたらす。フロアユニット１２の半径方向の寸法は変化することができ、例えば、変化する建築物プロファイルを作ることができるように、階層から階層に変化することができるということに留意されるべきである。加えて、外側の境界壁２４は、空力学的に設計され、特に、ハリケーンの期間中、選択的に風力荷重を減少するために配置可能である。

個々のユニットが、備え付けの内装、ホテルルーム、オフィススペース、仕切壁、フロア、機械設備、冷暖房空調設備、配管接続、電気接続、その他同種のものを含む、プレハブフロアユニット１２を使用することも本発明の範囲内に含まれる。

他の実施形態において、前述した実施形態の共通する部分を説明するために、サフィックス”ａ”を付して、同一参照符号が使用される。フロアユニット１２ａは中心コア１４ａに接続されている（図６参照）。この実施形態では、前述したモータドライブに対するウインドアシストを備えるために、ウインドツール４６が配備され、示されている。ウインドツール４６は、フロアユニット１２ａの周壁２４ａに取り付けられたスピンドル５９にヒンジ接続された平羽根４８を備えている。羽根４８は、フロアユニット１２ａに収納された待機状態から動作状態に配置するため、遠隔的及び／又は直接的に駆動されることができる。バー５２は、羽根４８が十分に配置された位置にあるとき、羽根４８の更なる回転を防止するための回転制限ストップを備えている。ウインドツール４６は、例えば、バックアップバッテリ・システムを充電するために、代替的に電力を発生するために使用されることもできる。

建築物の電力消費のために使用されるエネルギを生じるパワーとして、個々のシングルフロアの外側で風力荷重を使用することもまた、本発明の範囲内にある。

個々のシングルフロアの回転は、テナント又は建築物マネジメントによって決定され、建築物の電力システムによって成される。しかしながら、風が吹き、建築物の個々のフロアが回転しようとするとき、フロアの監視された回転（風力を止めたり、弱めたりすること）は、風力荷重の自然な力に抵抗し、建築物の消費の部分として使用される電気エネルギに変換されるエネルギを作る。

さらに、図１１で示されるように、他から離れているシングルフロアは、前記フロアから独立に移動して分離する個々のフロア間で水平な”風車”を有することを許容し、この”風車”は風力及び風速によって回転し、建築物が消費する部分として使用される電力を作る。

さらに、図１２で示されるように、このタイプの建築物は、フロアに等しい数の多くの屋根を有し、個々の屋根はエネルギをつくるためのソーラパネルで覆われている。

図７に示されるように他の実施形態において、前述した実施形態の共通する部分を説明するために、サフィックス”ｂ”を付して、同一参照符号が使用される。フロアユニット１２ｂは、テンションケーブル又は鋼の支柱２６ｂによって中心コア１４ｂに接続されている。摺動可能なアンカベアリング３０ｂは支柱２６ｂの先端に取り付けられている。スロット３２ｂは、中心コア１４ｂの周囲を水平面上で延びている。支柱２６ｂはフロアユニット１２ｂを支持するための設計されている。変更されたプラットフォーム２２ｂは、そこで追加の支持をもたらすために、フロアユニット２６ｂの部分の下側で突出している。さらに、プラットフォーム２２ｂは、プラットフォーム２２ｂに沿ってフロアユニット２６ｂの移動を許容するために、トラック（図示しない）又はトラックに相当するスライド手段に取り付けられたローラベアリングを含んでいる。

例えば、図１で記載されているように、個々のフロア層で個々のフロアユニット１２がそれぞれ分離しているので、中心コア１４を通して伝達される地震力は、通常の相互接続されたフロアに比べて、緩和され、フロアユニット１２は応力破壊を受けないようになるということが明らかにされるべきである。また、フロアユニット１２の空気力学的に設計された再配置可能である境界壁２４、及びフロアユニット１２の個々の水平層間の間隔は、通常の垂直壁構造に比較して適用される風力荷重を実質的に減少する。

したがって、本発明の様々な目的を達成し、実際の使用条件に非常に良く適する回転可能な建築物構造が提供されるということが理解される。

様々な可能な実施形態が本発明で作られ、変更が上記の実施例で作られるので、添付される図面の中で示され、説明されるすべての構成要素は、具体的なものとして説明され、思想を制限するものではないということが理解される。

図１３は、配管システムソリューションを示す概念図である。コアの内側にある垂直の配管システムとしての配管システムソリューションは、シングルフロアの配管システムが回転している間、固定されている。固定パイプと回転パイプとの間でこのような連結を許容するために、個々のフロアに一つの連結がある。個々のフロアにおいて、回転パイプは固定パイプの内側に挿入されており、一つが固定され、他の一つが部分的に回転しているものに挿入されている。このシステムは、浄水や排水を流し、空調機器の冷却水を連続して流すことを許容する。

図１４は、ムーブメントにおける電気の伝送に類似する固定電線と回転電線との間の電気的接続を示す概念図である。

図１５は、コアに沿って持ち上げられ、短い時間で制限された人数の熟練していない労働者によって完成したフロアが機械的に取り付けられる、一つのプレハブユニットの取付工程を示す概念図である。

自己発電する動力源を有する回転可能な建築物構造は、垂直な建築物コア（３）に水平に取り付けられ、コアに取り付けられた漸進的に間隔を開けたフロアユニットの間に配置された多数のウインドタービン（図１６）を含んでいる。タービンは、回転移動を作るために、風力を阻止する羽根を備えている。回転する羽根の運動エネルギは、例えば、発電機のロータに伝達され、電力に変換される。他の場合、運動エネルギは、機械、水力、熱、力の同様の形態に変換されることができる。

中心コアを囲む独立に回転可能なフロアユニットを有する本発明による多層建築物の部分を示す斜視図である。 中心コア、中心コアから突出するプラットフォーム、フロアユニットを示す本発明による回転可能な建築物構造の平面図である。 中心コアに支持されているフロアユニットを示す本発明による回転可能な建築物構造の斜視図である。 フロアユニットを支持する上側レールと下側レールに対するフロアユニットの取り付けを詳細に説明する本発明による回転可能な建築物構造の斜視図である。 中心コア、プラットフォーム、上側レール、下側レール及びフロアユニットを配置するためのモータドライブを詳細に示す、図４の５−５線に沿って切断された本発明による回転可能な建築物構造の断面図である。 フロアユニットが中心コアの回りを回転移動している間にウインドアシストをもたらすために、動作位置にあるウインドツールを有するフロアユニットを示す本発明による回転可能な建築物構造の他の実施形態の正面図である。 フロアユニットを支持するためのトラックを有するシングルフロアユニットを示す本発明による回転可能な建築物構造の他の実施形態の概念図である。 コアに対して水平面に沿って対照的に設けられた多数のフロアユニットによって形成された変更可能な建築物のプロファイルを示す本発明による回転可能な建築物構造の他の実施形態の正面図である。 特に、激しい地震的な出来事に関して特別な抵抗力があり、水平力及び垂直力は一方が他方に対して交差せず連続する方向で循環し、一つが他から分離しているシングルフロアを示す概念図である。したがって、フロアは、主となる構造が振動しているときでさえ、一方のフロアから他方のフロアに力を伝えず、フロアの堅固さが保持され、非常に激しい地震的な出来事に対して抵抗する。 建築物に作用する風力荷重を示す概念図であり、この風力荷重によって（移動を止めたり、遅くしたりすることによって）生じる自然な移動に抵抗する力が、電気エネルギに変換されるエネルギを作る。 他方から離れているシングルフロアが、フロアから独立に移動し離れるフロア間で水平な風車を持つことを許容することを示す概念図であり、風車は風力及び風速により回転し、建築物の消費の部分として使用される電気エネルギを作る。システムは、建築物（３）の中心構造の周りを回転するホイール（２）に連結された、風を捕らえる羽根（１）で作られている。風は、風（４）の方向で羽根を動かし、（５）は電気に変換されるホイールの回転移動を示している。回転するシールド（６）は、風向きに対して逆に戻るとき、羽に作用する風力を避けるために、コンピュータ制御されるセンサによって風に対して機械的に整列されている。 フロアの数と同じ多くの屋根を有し、個々の屋根がエネルギを生成するためにするためにソーラパネルで覆われている建築物を示す概念図である。 シングルフロアの配管システムが回転している一方で、コアの内側にある垂直の配管システムが固定されていることを示す概念図である。固定パイプと回転パイプの間のこのような連結を許容するために、回転パイプは、一方が固定された状態で固定パイプの内側に挿入され、他方が部分的に回転する状態で挿入されている個々のフロアに一つの連結があり、浄水や排水を流し、又は空調機器の冷却水を連続して流すことを許容する。 ムーブメントにおける電気の伝送に類似する、固定電線と回転電線との間の電気的接続を示す概念図である。 コアに沿って持ち上げられ、短い時間で制限された数の熟練していない労働者で完成したフロアが機械的に取り付けられる、一つのプレハブユニットの取付工程を示す概念図である。 垂直の建築物のコアに水平に取り付けられた多数のウインドタービンを有する本発明の回転可能な建築物構造の正面図である。

符号の説明

１０ 建築物構造
１２ フロアユニット
１４ コア
１６ エレベータシャフト
１８ 非常階段
２１ 屋根部材
２２ プラットフォーム
２３ フロア部材
２４ 外周境界壁
２６ 上側レール
２７ アーム
２８ 下側レール
３０ ローラベアリング
３２，３６ 軌道
３４ 安全ロック
３８ 駆動輪
４０ モータ
４２ 傘歯車の配列
４６ ウインドツール
４８ 平羽根
５０ スピンドル
５２ バー

Claims (9)

1. 少なくとも一つの中心コア（１４）と、
   該中心コア（１４）に取り付け可能な少なくとも一つのフロアユニット（１２）であって、前記中心コア（１４）の回りで回転移動可能になっているフロアユニット（１２）と、
   前記中心コア（１４）から水平方向に延出する環状のプラットフォーム（２２）であって、前記フロアユニット（２２）から前記中心コア（１４）まで接近可能な通路をもたらすプラットフォームと、を備えた回転可能な建築物構造において、
   前記中心コア（１４）が上側レール（２６）と下側レール（２８）とを含み、該上側レールと該下側レールはフロアユニット（１２）を吊り下げるようになっており、フロアユニット（１２）は上側レール（２６）と下側レール（２８）に沿って移動可能であることを特徴とする回転可能な建築物構造。
2. 複数のフロアユニット（１２）が、前記中心コア（１４）の周囲で円形の外周を規定する請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
3. 個々の階層のフロアユニット（１２）が独立に移動可能である多層のフロアユニットを備える請求項２に記載の回転可能な建築物構造。
4. 環状のプラットフォーム（２２）が、前記中心コア（１４）から前記フロアユニット（１２）まで接近可能に設けられている請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
5. 前記多層のフロアユニット（１２）が、地震荷重に耐えるために構造的に分離している請求項３に記載の回転可能な建築物構造。
6. 前記フロアユニット（１２）が、回転移動中に変化する輪郭をもたらすために、前記中心コア（１４）の回りで非円形の外周を規定する請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
7. 前記フロアユニット（１２）が、駆動力によって回転可能に移動する請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
8. 前記フロアユニット（１２）が、補助の駆動源をもたらすための展開配置可能な羽根（４８）を含む請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
9. 多数の前記中心コア（１４）を含む請求項１に記載の回転可能な建築物構造。
   
   

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