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発明の名称 張力膜構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−248334(P2001−248334A)
公開日 平成13年9月14日(2001.9.14)
出願番号 特願2000−58404(P2000−58404)
出願日 平成12年3月3日(2000.3.3)
代理人 【識別番号】100068157
【弁理士】
【氏名又は名称】今岡 良夫 (外1名)
【テーマコード(参考)】
2E141
【Fターム(参考)】
2E141 AA00 AA09 BB01 BB03 BB06 CC01 CC05 DD11 DD22 DD25 DD27 DD28 EE02 EE33 FF03 
発明者 宮崎 賢一 / 真柄 栄毅 / 櫛部 淳道 / 斉藤 俊夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】支柱或いは架構に膜材料を張設して構成された張力膜構造であって、コルゲーションAを施設した金属薄板9を膜材料3として張設してなり、前記コルゲーションは、線分状凹溝11と、該凹溝と直行方向の線分状凹溝11a とで構成する単位コルゲーション10を板面全体に多数分布させてなることを特徴とする張力膜構造。
【請求項2】上記金属薄板9としてチタン薄板を使用してなる請求項1記載の張力膜構造。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は張力膜構造に関する。
【0002】
【従来の技術】張力膜構造として、例えば、支柱やアーチなどの構造から膜材料を構造材として吊り下げるタイプの吊り膜方式や、網状に張られたケーブルの架構に、屋根被覆材として膜材料を用いたタイプのケーブル膜方式、或いは平面トラスや立体トラスなどの架構に、屋根材や壁材として膜材料を用いたタイプなどが知られている。
【0003】これら張力膜構造として、従来テフロン膜やグラスフアイバー繊維などを張設したものが知られているが、一般に張力膜構造に用いられるこの様な膜材料はヤング率が低く(やわらかく)展張時の初期張力導入によって低い張力レベルで大きな伸びを付与することができる。また、これら膜材料は軟らかいことで、設計曲面に沿って変形したり、多少の施工誤差を吸収したり、温度変形に鈍く成ったりしている。
【0004】反面、従来のこの種の膜材料はコーティング材として樹脂を使用しているため紫外線などのストレスによる劣化が避けられず、20年程度の耐用年数で交換する場合がある。また、従来の膜材料の多くは、ある程度光を透過することを利用して建物の屋根に利用されることが多いが、経年による汚れ等によって次第に薄暗くなったり、建物内部から汚れが目立つなどの欠点も少なくない。
【0005】また、張力膜構造に用いられたものではないが、屋根板用膜材,壁財用膜材等の膜材料としてステンレスやアルミ或いはチタン等の金属を用いる提案がされている。例えば本出願人が提案した特開平5-287857号公報の発明の如く、特殊構成の連結構造を備えた複数のチタン製の立平や葺き板材や、特開平6-287766号に記載された発明の如く、酸化処理という手法によって金属表面そのものに任意の色調を彩色したり自浄作用を付与することができる建材用チタン薄板が知られている。
【0006】しかしながら、金属は一般に気温の変化などに対する温度収縮に対して布膜に比べ敏感であり、温度変化によって膜面にしわが発生するなどの問題点もあり、張力膜構造には不適当であり、建材用膜材料として使用される場合には金属膜同士の接合部に張力が掛からない特殊な場合に限られている。また、ステンレスは比較的腐食につよいが、比重が大きく、硬い(ヤング率が高い)など施工性にも問題があり、アルミは軽くて軟らかいが、耐候性が低いという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した点に鑑みなされたもので、膜材の施工誤差や温度変形を補正してしかも充分な耐力を備え、また、極めて高い耐候性能を有し、清掃や交換などのメンテナンスの必要を極力なくした優れた張力膜構造を提案するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本請求項1発明は、上記課題を解決するため、支柱或いは架構に膜材料を張設して構成された張力膜構造であって、コルゲーションAを施設した金属薄板9を膜材料3として張設してなり、前記コルゲーションは、線分状凹溝11と、該凹溝と直行方向の線分状凹溝11a とで構成する単位コルゲーション10を板面全体に多数分布させてなることを特徴とする張力膜構造として構成した。
【0009】また、請求項2発明は、上記金属薄板9としてチタン薄板を使用してなる請求項1記載の張力膜構造として構成した。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態を図面を参照して説明する。
【0011】本発明の張力膜構造1は、例えば、図1に示す如く、支柱2などから膜材料3を峰ケーブル4により吊り上げるとともに、谷ケーブル5で押さえつける所謂吊り膜方式や、図2に示す如く、互いに逆向きの曲率をもつ吊りケーブル群6と、押さえケーブル群7で構成された曲面に膜材料3を被覆した所謂ケーブル膜方式、或いは図3に示す如く、平面トラスや立体トラスなどの架構8に、屋根材や壁材として膜材料3を張設した所謂骨組膜方式などが採用できる。
【0012】本発明では、この様な張力膜構造1に於いて、図4に示す如く、コルゲーションAを施設した金属薄板9を膜材料として張設している。
【0013】金属薄板9は、アルミ,ステンレス,チタン等の極めて薄い金属の板(例えば0.1mm〜1.0mm程度)を使用することができ、また、表面に酸化膜等の処理を施したり、表面ないし裏面にメッキを施す等の機能を持たせたものが使用できる。
【0014】コルゲーションAは金属の薄板特有の温度変化による板面のしわを回避するために、見かけのヤング率を低下させ、初期張力導入によって大きな伸びを付与するために設けたもので、線分状凹溝と、該凹溝と直行方向の線分状凹溝とで構成する単位コルゲーションを板面全体に分布させることにより、直行する2方向の応力変動を吸収できる如く構成したものである。
【0015】単位コルゲーションの形状,サイズ,分布(単位面積当たりの配置数)は板の厚さや想定される応力レベルに応じて適宜選択するとよい。図5は単位コルゲーション10の一例を示すもので、該単位コルゲーション10は中心より2本の線分状凹溝11と、該凹溝と直行方向の2本の線分状凹溝11a とを設けたものであり、即ち、十字状に4本の凹溝を設けて構成したものである。そして、この様な単位コルゲーション10を板面全体に多数分布させる。
【0016】単位コルゲーション10の形状としては、上記した如く、線分状凹溝と、該凹溝と直行方向の線分状凹溝とで構成するものであれば、図5に示すものに限らず、例えば、図7に示す如く、一本の線分状凹溝11の一端より直行方向の線分状凹溝11a を延設した単位コルゲーション10であっても、或いは図8に示す如く、2本の線分状凹溝11間に直行方向の1本の線分状凹溝11a を形成した形状のものであっても良く、或いは図9に示す如く、2本の線分状凹溝11を複数並設し、各2本の線分状凹溝11間に直行方向の1本の長い線分状凹溝11a を形成した形状のものであっても良い。尚、コルゲーションの形成方法は、従来から行われている形成方法を採用することができる。
【0017】上記の如きコルゲーションAを施した金属薄板9は、通常の膜構造と同様に、工場で立体裁断を行ったものをロール状等の形で運搬し、建設現場で例えば屋根形状にあわせて溶接、或いは接着する。また、金属薄板9を3次元曲線に沿って溶接する場合には自動化溶接装置を用いて行うことができる。溶接や接着でつなぎあわせた薄板は一つの膜屋根として、所要の引張力に抵抗することができる。柱やケーブル等の屋根の境界部分となる接続は、不連続な力や変形に追従できる専用の金具、治具等を用いる。
【0018】
【発明の効果】以上説明した如く本発明張力膜構造は、既述構成としたことにより、膜材の施工誤差や温度変形を補正してしかも充分な耐力を備え、例えば、温度変化による伸縮が生じる場合にコルゲーョシン部分に変形が集中し、膜材が不定形の波板となる如き不都合を防止できる。また、金属薄板は従来の膜材料に見られるような引っ張り強度の顕著な偏りがないため設計がしやすく、また、軽量で十分な強度を有しており、耐火性能も高いなどの優れた効果を発揮する。
【0019】また、単位コルゲーションが線分状凹溝と、該凹溝と直行方向の線分状凹溝との組み合わせにより構成されており、この単位コルゲーションを板面全体に多数部分させているため、あるゆる方向からの初期張力に対応して比較的均一な伸び状態で張設することができる。
【0020】また、金属薄板としてチタン薄板を用いたものにあっては、塗装をしなくても高い防錆性を有しており、紫外線や風雨による劣化が殆どない。また、メッキ処理や塗装などの表面処理と比較して、色褪せ、剥離等の少ない陽極酸化処理という手法を採用できるため、金属表面そのものに任意の色調を彩色したり自浄作用を付与することができる。




 

 


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