特許 6195464 構造物及び構造物の施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6195464

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】構造物及び構造物の施工方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/32 20060101AFI20170904BHJP

   E04B 1/343 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   E04B1/32 102K

   E04B1/343 Q

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-79008(P2013-79008)

(22)【出願日】2013年4月4日

(65)【公開番号】特開2014-201965(P2014-201965A)

(43)【公開日】2014年10月27日

【審査請求日】2015年11月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】307011602

【氏名又は名称】株式会社ぬくもり工房

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 茂良

【審査官】 星野 聡志

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第１９９０／００２２３３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−０１２４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１８６２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５６１０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｂ １／３２

Ｅ０４Ｂ １／３４３

Ｅ０４Ｂ ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

壁体の内面と外面とが、曲率半径の変化する芯材により形成された三次元複合曲面とされ、
前記壁体の上部を覆う屋根体の内面と外面とが、該芯材を支持する他の芯材の自重による撓み変形により形成された三次元複合曲面とされ、かつ、前記壁体と連続する構造物。

【請求項2】

前記芯材は、平面視にて複合曲線状の枠体から立ち上がる可撓性縦材と、前記可撓性縦材に組み付けられた可撓性横材及び可撓性斜材と、で構成されており、
前記壁体及び前記屋根体は、前記芯材に塗り重ねられたセメント系硬化材をさらに有する請求項１に記載の構造物。

【請求項3】

前記壁体には、出入口と窓が開口されている請求項１又は２に記載の構造物。

【請求項4】

複合曲線状の枠体を地組みする枠体形成工程と、
前記枠体に間隔を開けてガイド用柱を立設させるガイド形成工程と、
前記ガイド用柱を跨ぐように複数の可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材を組み付け、三次元複合曲面の芯材を形成する芯材形成工程と、
前記ガイド用柱を除去するガイド除去工程と、
前記芯材にセメント系硬化材を塗り重ねて三次元複合曲面の壁体及び屋根体を形成する空間形成工程と、
を有する構造物の施工方法。

【請求項5】

前記壁体を構成する前記芯材の一部を切断して開口部を形成する請求項４に記載の構造物の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、構造物及び構造物の施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

屋内外に娯楽や癒しの目的で設置される構造物として、意匠の観点から外面が三次元複合曲面で形成された構造物がある。このような構造物の施工方法では、初めに内空間を構成する多角形状の骨格を形成し、その後、骨格の外面にセメント系硬化材を塗り重ねることで、外面を三次元複合曲面とする構造物の施工方法が知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、上記の方法では構造物の内面が多角形状なので、構造物の外観と内観との間にギャップが生じて意匠性を低下させる虞がある。

【0004】

本発明は、上記事実を考慮し、外面及び内面が三次元複合曲面で形成された構造物及び構造物の施工方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

請求項１に記載の構造物は、壁体の内面と外面とが、曲率半径の変化する芯材により形成された三次元複合曲面とされ、前記壁体の上部を覆う屋根体の内面と外面とが、該芯材を支持する他の芯材の自重による撓み変形により形成された三次元複合曲面とされ、かつ、前記壁体と連続している。

【0006】

請求項１に記載の構造物によれば、壁体の内面と外面とが三次元複合曲面とされている。また、壁体の上部を覆う屋根体の内面と外面は、壁体と連続する三次元複合曲面とされている。これにより、構造物の外観と内観との間に曲面形状のギャップが生じるのを抑制できる。なお、ここでいう三次元複合曲面とは、互いに異なる曲率半径を有する曲面を複数組み合わせて形成された曲面のことである。

【0007】

請求項２に記載の構造物は、請求項１に記載の構造物であって、前記芯材は、平面視にて複合曲線状の枠体から立ち上がる可撓性縦材と、前記可撓性縦材に組み付けられた可撓性横材及び可撓性斜材と、で構成されており、前記壁体及び前記屋根体は、前記芯材に塗り重ねられたセメント系硬化材をさらに有する。

【0008】

請求項２に記載の構造物によれば、可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材の撓み量を調整することで、所望の形状で三次元複合曲面の芯材を形成することができる。また、芯材にセメント系硬化材を塗り重ねて壁体及び屋根体を形成しているので、構造物の内面側の三次元複合曲面を外面側の三次元複合曲面と対応する形状に形成できる。

【0009】

請求項３に記載の構造物は、請求項１又は２に記載の構造物であって、前記壁体には、出入口と窓が開口されている。

【0010】

請求項３に記載の構造物によれば、人や動物が構造物を自由に出入りできる。また、構造物の外側から内部の様子を見ることができる。

【0011】

請求項４に記載の構造物の施工方法は、複合曲線状の枠体を地組みする枠体形成工程と、前記枠体に間隔を開けてガイド用柱を立設させるガイド形成工程と、前記ガイド用柱を跨ぐように複数の可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材を組み付け、三次元複合曲面の芯材を形成する芯材形成工程と、前記ガイド用柱を除去するガイド除去工程と、前記芯材にセメント系硬化材を塗り重ねて三次元複合曲面の壁体及び屋根体を形成する空間形成工程と、を有する。

【0012】

請求項４に記載の構造物の施工方法によれば、初めに、枠体形成工程で複合曲線状の枠体を地組みし、その後、ガイド形成工程で枠体に複数のガイド用柱を取り付けて立設させる。

【0013】

ガイド形成工程で複数のガイド用柱を立設した後、このガイド用柱を跨ぐように複数の可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材を組み付ける。これにより、複数の可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材が互いに交差され、三次元複合曲面の芯材を形成できる（芯材形成工程）。ここで、ガイド用柱に沿って可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材を組み付けていけば、三次元複合曲面の芯材を形成できるが、一例として、ガイド用柱の外側に可撓性横材等を組み付ければ、構造物の外側により凸となる曲面を形成できる。また、ガイド用柱の内側に可撓性横材等を組み付ければ、構造物の内側により凸となる曲面を形成できる。

【0014】

次に、ガイド除去工程では、三次元複合曲面が形成された部分のガイド用柱を除去する。これにより、施工後の構造物にガイド用柱が残らず、意匠性の低下を抑制できる。そして、空間形成工程では、芯材にセメント系硬化材を塗り重ねて壁体及び屋根体を形成する。これにより、構造物の外面及び内面を三次元複合曲面で形成できる。

【0015】

請求項５に記載の構造物の施工方法は、請求項４に記載の構造物の施工方法であって、前記壁体を構成する前記芯材の一部を切断して開口部を形成する。

【0016】

請求項５に記載の構造物の施工方法によれば、芯材形成工程で予め開口部を確保する必要がない。また、構造物の出入口や窓を自由な大きさで形成できる。

【発明の効果】

【0017】

本発明は、上記の構成としたので、外面及び内面が三次元複合曲面で形成された構造物及び構造物の施工方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態に係る小屋を構成する枠体を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る芯材が形成される途中の状態を示す斜視図である。

【図3】図２の状態からさらに可撓性縦材、可撓性横材、及び可撓性斜材が組み付けられた状態を示す斜視図である。

【図4】実施形態に係る芯材が完成した状態を示す斜視図である。

【図5】実施形態に係る芯材にモルタルが塗り重ねられている状態を示す斜視図である。

【図6】実施形態に係る小屋の完成体を示す斜視図である。

【図7】図６の一部を破断させた一部破断斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図を参照しながら、本発明の実施形態に係る構造物の一例としての小屋１０について説明する。図６に示すように、本実施形態の小屋１０は、主に娯楽や癒しの空間を提供する目的で屋内外に設置される、空想的な外観を模した構造物である。

【0020】

（小屋１０の構成）
小屋１０は、主として、壁体１２と、壁体１２の上部を覆う屋根体１４と、を含んで構成されている。壁体１２は、三次元複合曲面で形成されており、小屋１０の内空間を構成している。また、本実施形態の壁体１２は、図中左右方向を長手方向として形成されているが、これに限らず、他の形状で形成してもよい。

【0021】

小屋１０の長手方向の一端部側の壁体１２は、樹木を模した形状に形成された出入口部１２Ａとなっている。この出入口部１２Ａには出入口１６が開口されている。出入口１６は、人が出入りできる大きさに形成されており、この出入口１６を介して小屋１０の外側と内側とが連通している。

【0022】

出入口１６の口縁の形状は、小屋１０のイメージに合わせて曲線状に形成されている。また、出入口部１２Ａの壁面には、けがき作業により樹皮の模様が描かれている（図示省略）。

【0023】

なお、本実施形態では、１つの出入口１６が形成されているが、これに限らず、２つ以上の出入口１６を形成してもよい。また、猫や犬などの小動物の利用を想定して、出入口１６とは別に小動物用の小窓を形成してもよい。

【0024】

壁体１２の一端部側を除いた部分は、部屋部１２Ｂとなっている。部屋部１２Ｂには、２つの窓１８が開口されている。窓１８の縁の形状は、小屋１０のイメージに合わせて略円形で形成されている。また、本実施形態の小屋１０は、人と小動物とが同じ空間で和むことを目的として設計された構造物の一例であるため、窓１８の下部の縁に木板２０を取り付けて、猫や犬などの小動物が足場として利用できるようになっている。

【0025】

壁体１２の上部を覆う屋根体１４は、壁体１２と連続して三次元複合曲面で形成されており、長手方向にうねった形状とされている。また、屋根体１４には、矩形状の板材２２が複数貼り付けられて小屋１０の屋根を形成している。さらに、屋根体１４の長手方向の一端部には、煙突を模した略円筒状の煙突部材２４が取り付けられている。

【0026】

ここで、壁体１２及び屋根体１４の外面は、空想的なイメージを喚起させるように三次元複合曲面で形成されており、空想的な小屋１０の外観を実現している。また、図７に示すように、壁体１２及び屋根体１４の内面は、外面の形状と対応するように三次元複合曲面とされている。なお、ここでいう三次元複合曲面とは、曲率半径が異なる複数の曲面を組み合わせて形成された曲面のことである。また、本実施形態の小屋１０のように、非対称で複雑な曲面を組み合わせた三次元複合曲面とすることで、絵本等に登場する空想的な小屋１０を実現することができる。

【0027】

なお、本実施形態では、空想的な小屋１０を三次元複合曲面で形成したが、これに限らず、壁体１２及び屋根体１４を三次元複合曲面で形成すれば、小屋以外の他の構造物にも適用できる。また、三次元複合曲面で形成した複数の構造物を組み合わせて１つの構造物としてもよい。

【0028】

（小屋１０の施工方法）
次に、本実施形態に係る小屋１０の施工方法について説明する。初めに、枠体形成工程では、図１に示すように、枠体３０の地組みを行う。枠体３０は、平面視で複合曲線状とされた木製の部材であり、出入口部１２Ａの土台となる第１曲線部３０Ａと、部屋部１２Ｂの土台となる第２曲線部３０Ｂとを含んで構成されている。なお、これに限らず、さらに曲線を増やして複雑な複合曲線形状にしてもよい。また、屋外に小屋１０を設置する場合は、基礎を築いた後に、基礎の上に枠体３０を設置する。

【0029】

第１曲線部３０Ａと第２曲線部３０Ｂとは、接着剤やビス、ボルトなどで連結されているが、これに限らず、第１曲線部３０Ａと第２曲線部３０Ｂとを一体に形成してもよい。また、第２曲線部３０Ｂの大きさが大きい場合は、複数に分割して形成してもよい。

【0030】

枠体３０には、複数の梁部材３２が架け渡されている。本実施形態では、第１曲線部３０Ａと第２曲線部３０Ｂとの境界部分、及び第２曲線部３０Ｂの中央部分にそれぞれ梁部材３２が架け渡されているが、これに限らず、さらに多くの梁部材３２を架け渡してもよい。枠体３０の上面には、図示しない床板が貼られ、小屋１０の床面が形成される。

【0031】

梁部材３２は、第１曲線部３０Ａ及び第２曲線部３０Ｂの曲線形状を保持する目的で取り付けられる部材であり、小屋１０の施工中に、第１曲線部３０Ａ及び第２曲線部３０Ｂの曲線形状が維持できるようになった段階で枠体３０から抜き取られる。また、施工された小屋１０をトラック等で移送する場合は、移送中に第１曲線部３０Ａ及び第２曲線部３０Ｂの曲線形状が崩れるのを防止するため、梁部材３２を取り付けておき、現場に小屋１０を設置する際に抜き取ってもよい。

【0032】

枠体形成工程で枠体３０を地組みした後、図２に示すように、ガイド形成工程で枠体３０に複数のガイド用柱３４を取り付ける。そして、このガイド用柱３４に複数の可撓性縦材３６Ａ、可撓性横材３６Ｂ、及び可撓性斜材３６Ｃを組み付けて芯材３８の壁体部分及び屋根体部分を形成する（芯材形成工程）。ここで、ガイド用柱３４は、枠体３０に間隔を開けて複数取り付けられ、枠体３０から立設される。

【0033】

なお、本実施形態では、ガイド用柱３４を枠体３０に対して垂直に立設させているが、これに限らず、所望の形状の壁体１２を形成するためにガイド用柱３４を枠体３０の内側又は枠体の外側に傾くように立設させてもよい。また、本実施形態では、ガイド用柱３４として剛性を備えた木製の角材を用いているが、これに限らず、ガイドとして機能する部材であればよく、例えば、金属製のポールでもよい。

【0034】

ガイド用柱３４に組み付ける可撓性縦材３６Ａ、可撓性横材３６Ｂ、及び可撓性斜材３６Ｃは、厚みが薄い長尺の木材を用いているが、これに限らず、可撓性で長尺の部材であれば、他の部材を用いてもよく、例えば、竹材でもよい。なお、以下の説明において、特に指定しない場合は、可撓性縦材３６Ａ、可撓性横材３６Ｂ、及び可撓性斜材３６Ｃを総称して可撓性部材３６と記載する。

【0035】

可撓性縦材３６Ａは、ガイド用柱３４と略平行に複数取り付けられており、枠体３０から湾曲しながら立ち上がっている。また、可撓性縦材３６Ａの下端部は、枠体３０にボルトやビス等で固定されており、可撓性縦材３６Ａの中央部は、可撓性横材３６Ｂ及び可撓性斜材３６Ｃと交差して支持されている。さらに、可撓性縦材３６Ａの上部は、ガイド用柱３４より上方まで伸びており、自重で枠体３０の内側へ撓んだ状態となっている。

【0036】

可撓性横材３６Ｂは、複数のガイド用柱３４に跨って、ガイド用柱３４の外側又は内側に巻き付けられており、ガイド用柱３４に対して略直交している。可撓性斜材３６Ｃは、ガイド用柱３４に対して斜めに組み付けられており、可撓性縦材３６Ａ及び可撓性横材３６Ｂと交差してボルトやビス等で連結されている。

【0037】

なお、本実施形態では、可撓性部材３６を互いに打ちつけることでガイド用柱３４に組み付けているが、これに限らず、互いの可撓性部材３６を編み込むように組み付けてもよい。この場合、ボルトやビス等で連結する箇所を減らしても形状を維持できる。

【0038】

図２の状態からさらに可撓性部材３６を巻き付けて互いに交差させることで、図３に示すように、三次元複合曲面の芯材３８の壁体部分を形成する。また、可撓性縦材３６Ａ及び可撓性斜材３６Ｃの上部を撓ませて対向する壁体部分へ架け渡すことで、芯材３８の屋根体部分を形成する。このとき、可撓性縦材３６Ａ及び可撓性斜材３６Ｃの撓み量や撓み方向を調節しながら可撓性部材３６を巻き付けていくことで、所望の三次元複合曲面を得ることができる。また、屋根体部分では、可撓性縦材３６Ａ及び可撓性斜材３６Ｃの上から可撓性横材３６Ｂを巻き付けて補強を行う。

【0039】

芯材３８の壁体部分がある程度完成した時点で、一部の可撓性部材３６を切断して開口部４０を形成する。この開口部４０は、小屋１０の出入口１６及び窓１８となる。ここで、可撓性部材３６は、厚みが薄いので、容易に切断できる。これにより、初めから開口部４０を確保しながら可撓性部材３６を打ちつける場合と比べて、手間を掛けずに開口部４０を形成できる。また、任意の形状で開口を形成できる。

【0040】

図３の状態からさらに可撓性部材３６を巻き付けて互いに連結させることで、図４に示すように、三次元複合曲面の芯材３８が完成する。このように、可撓性部材３６で芯材３８の壁体部分と屋根体部分とを一体に形成しているので、壁体部分と屋根体部分とが連続する三次元複合曲面となり、意匠性の低下を抑制できる。

【0041】

また、ガイド除去工程でガイド用柱３４を除去し、芯材３８の中にガイド用柱３４が残らないようにすることで、意匠性の低下を抑制している。ここで、ガイド除去工程は、芯材３８の完成後に行ってもよいが、ガイド用柱３４の取り出しが困難である場合には、芯材３８を形成する途中でガイド用柱３４を除去してもよい。また、窓１８を構成する開口部４０の口縁部分は、他の部分と比べて強度が弱くなるため、補強板４２を取り付けて補強してもよい。補強板４２は、可撓性部材３６と同じ厚みのものでも構わないが、可撓性部材３６より厚い板材を用いてもよい。

【0042】

芯材３８が完成した後、図５に示すように、空間形成工程で、芯材３８の表面に下地となるラス網を張り、セメント系硬化材の一例としてのモルタル４４を略同一の厚みとなるように塗り重ねる。これにより、可撓性部材３６の隙間が埋まり、三次元複合曲面の壁体１２及び屋根体１４を形成できる。なお、モルタル４４として種々のものを用いることができるが、構造物の機能性の観点から、断熱性や吸音性が優れたモルタル４４を用いるのが好ましい。また、厚塗りが可能な素材であれば、より好ましい。

【0043】

モルタル４４を所定の厚みに塗り重ねた後、枠体３０に床板を貼って床面を形成する。また、窓１８に窓枠４６を取り付けて、屋根体１４に煙突部材２４や矩形状の板材２２を取り付ける。さらに、色を塗って内装を形成すれば、図６に示す小屋１０が完成する。なお、壁体１２や屋根体１４には電灯や飾り物を取り付けてもよく、模様を形成してもよい。また、本実施形態では、図７に示すように、芯材３８の裏面側にもモルタル４４を塗り重ねているが、これに限らず、裏面側には壁紙を貼り付けて内面を構成してもよい。

【0044】

完成した小屋１０は、床面積が１０ｍ^２未満で形成されているので、トラックの荷台に載せて運ぶことが可能であり、屋内に設置することもできる。また、出入口１６や窓１８が形成されているので、人や動物が出入りすることができる。さらに、芯材３８の表面及び裏面にモルタル４４を塗り重ねて小屋１０の外面と内面を形成しているので、小屋１０の外面と内面が略同一の三次元複合曲面となり、小屋１０の外観と内観との間に曲面形状のギャップが生じるのを抑制できる。

【0045】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、窓１８の無い構造物であってもよく、また、出入口１６に扉を設けてもよい。さらに、本発明が適用される構造物として、小屋１０の他に、例えば木のほこら等にも適用でき、曲面形状が様々な形態の構造を可能とするのは勿論である。

【符号の説明】

【0046】

１０ 小屋（構造物）
１２ 壁体
１４ 屋根体
１６ 出入口
１８ 窓
３０ 枠体
３４ ガイド用柱
３６Ａ 可撓性縦材
３６Ｂ 可撓性横材
３６Ｃ 可撓性斜材
３８ 芯材
４４ モルタル（セメント系硬化材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】