特許 7470007 材料吹付装置及び材料吹付方法

(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】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】材料吹付装置及び材料吹付方法

(51)【国際特許分類】

   E04G 21/02 20060101AFI20240410BHJP

   E04G 11/22 20060101ALI20240410BHJP

   E04G 13/02 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

E04G21/02

E04G11/22 A

E04G13/02 Z

E04G21/02 103B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020170543

(22)【出願日】2020-10-08

(65)【公開番号】P2022062496

(43)【公開日】2022-04-20

【審査請求日】2023-02-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】デヴィン グナワン

(72)【発明者】

【氏名】曽我部 直樹

(72)【発明者】

【氏名】松田 有加

(72)【発明者】

【氏名】小林 聖

(72)【発明者】

【氏名】中村 真人

【審査官】菅原 奈津子

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５３－０７６１６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０２－１３２２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－０１３６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２０７７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２８４８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３５７５０５４（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｇ ９／００－１９／００

Ｅ０４Ｇ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

構造物の芯材に対向すると共に、前記芯材に沿って移動する移動式型枠と、
前記移動式型枠と前記芯材の間に材料を吹き付ける吹付ノズルと、
を備え、
前記吹付ノズルは、前記芯材及び前記移動式型枠の間に形成される空間に対し、前記移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料を吹き付け、
前記材料は、吹き出された時点で自立可能なセメント系吹付材料であり、前記セメント系吹付材料の吹付によって前記構造物の外殻構造が構築される、
材料吹付装置。

【請求項2】

前記吹付ノズルは、前記空間の鉛直上方に設けられ、前記空間の鉛直上方から鉛直下方に材料を吹き付ける、
請求項１に記載の材料吹付装置。

【請求項3】

前記移動式型枠を移動させる移動機構を備え、
前記移動機構は、前記移動式型枠が移動する方向に延びる移動フレームと、前記移動フレームに沿って前記移動式型枠を移動させる駆動部と、を有する、
請求項１又は２に記載の材料吹付装置。

【請求項4】

前記吹付ノズルの向きを可変とするノズル向き調整機構を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の材料吹付装置。

【請求項5】

構造物の芯材に対向する位置に移動式型枠を配置する工程と、
前記移動式型枠と前記芯材の間に吹付ノズルから材料を吹き付ける工程と、
を備え、
前記材料を吹き付ける工程では、前記芯材及び前記移動式型枠の間に形成される空間に対し、前記移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料を吹き付け、
前記材料は、吹き出された時点で自立可能なセメント系吹付材料であり、前記セメント系吹付材料の吹付によって前記構造物の外殻構造が構築される、
材料吹付方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、時間の経過と共に硬化する材料を吹き付ける材料吹付装置及び材料吹付方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、材料を吹き付ける工法については種々のものが知られている。特許文献１には、コンクリート端部間の隙間に樹脂モルタルを吹き付けてジョイントするプレハブジョイントの施工方法が記載されている。この施工方法では、一対のコンクリートの間に配置される自走吹付装置が用いられる。

【0003】

自走吹付装置は一対のコンクリート板に対向する走行型枠を備え、走行型枠の型枠面にはホースからの樹脂モルタルを吹き付ける複数の開口が形成されている。走行型枠は、樹脂モルタルの硬化反応時間に対応した速度で移動する。この自走吹付装置では、一対のコンクリート板の間の間隙に型枠面が対向するように走行型枠が配置され、当該間隙にホースから樹脂モルタルが充填される。

【0004】

樹脂モルタルは一対のコンクリート板及び型枠面によって画成された上記の隙間において硬化し、樹脂モルタルが硬化した後に走行型枠が上方に走行する。このように、隙間への樹脂モルタルの充填、充填した樹脂モルタルの硬化、及び走行型枠の上方移動、を繰り返して自走吹付装置による樹脂モルタルの充填作業が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特公平５－１８９９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

前述した自走吹付装置では、樹脂モルタルを吹き付ける開口が型枠面の直交方向を向いており、樹脂モルタルは型枠面に対して直交方向に吹き付けられる。よって、樹脂モルタルは、型枠面に直交する方向に吹き付けられるので、吹き付けられた樹脂モルタルが飛び散ったり、はね返って落下したりすることがある。このように吹き付けられる材料が飛び散ったりはね返って落下したりすることがあるので、材料のロスが大きくなることが懸念される。

【0007】

本開示は、材料のロスを低減させることができる材料吹付装置及び材料吹付方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に係る材料吹付装置は、構造物の芯材に対向すると共に、芯材に沿って移動する移動式型枠と、移動式型枠と芯材の間に材料を吹き付ける吹付ノズルと、を備え、吹付ノズルは、芯材及び移動式型枠の間に形成される空間に対し、移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料を吹き付け、材料は、吹き出された時点で自立可能なセメント系吹付材料であり、セメント系吹付材料の吹付によって構造物の外殻構造が構築される。

【0009】

この材料吹付装置では、芯材に材料が吹き付けられる。このとき、移動式型枠が空間を隔てて芯材に対向し、吹付ノズルから材料が当該空間に吹き付けられる。吹付ノズルは、当該空間に対し、移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料を吹き付ける。従って、材料は芯材及び移動式型枠の型枠面で囲まれた空間に型枠面に沿う方向に吹き付けられるので、吹き付けられた材料を飛び散らないようにすることができる。すなわち、吹き付けられた材料が飛び散ったり跳ね返ったりすることを抑制することができる。よって、芯材と移動式型枠の間に形成された空間に効率よく材料を充填することができるので、吹き付けられる材料のロスを低減させることができる。

【0010】

吹付ノズルは、空間の鉛直上方に設けられ、空間の鉛直上方から鉛直下方に材料を吹き付けてもよい。この場合、芯材と移動式型枠の間に形成される空間に対して鉛直下方に材料が吹き付けられるので、当該空間から外への材料の飛散を抑制することができる。従って、材料のロスをより確実に低減させることができる。

【0011】

前述した材料吹付装置は、移動式型枠を移動させる移動機構を備え、移動機構は、移動式型枠が移動する方向に延びる移動フレームと、移動フレームに沿って移動式型枠を移動させる駆動部と、を有してもよい。この場合、駆動部の駆動力によって、移動フレームに沿って移動式型枠を移動させることができる。従って、移動式型枠の移動を容易に行うことができるので、材料の吹付及び硬化の作業を効率よく行うことができる。

【0012】

前述した材料吹付装置は、吹付ノズルの向きを可変とするノズル向き調整機構を備えてもよい。この場合、ノズル向き調整機構によって吹付ノズルの向きを変えながら材料の吹付を行うことができる。よって、吹き付けられる材料の量の偏りを低減させて、材料の吹付の均一性を高めることができる。

【0013】

本開示に係る材料吹付方法は、構造物の芯材に対向する位置に移動式型枠を配置する工程と、移動式型枠と芯材の間に吹付ノズルから材料を吹き付ける工程と、を備え、材料を吹き付ける工程では、芯材及び移動式型枠の間に形成される空間に対し、移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料を吹き付け、材料は、吹き出された時点で自立可能なセメント系吹付材料であり、セメント系吹付材料の吹付によって構造物の外殻構造が構築される。

【0014】

この材料吹付方法では、移動式型枠を空間を隔てて芯材に対向させる。そして、当該空間に吹付ノズルから材料を吹き付ける。このとき、当該空間に対し、吹付ノズルから、移動式型枠の型枠面に沿う方向に材料が吹き付けられる。すなわち、芯材及び移動式型枠に沿う方向に材料が吹き付けられる。従って、材料は芯材及び型枠面に当たらないように吹き付けられるので、材料が飛び散ったり跳ね返ったりすることを抑制することができる。よって、前述した材料吹付装置と同様、芯材と移動式型枠の間に材料を効率よく充填することができるので、吹き付けられる材料のロスを低減させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、材料のロスを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１（ａ）は、コンクリート構造物の鋼材の例を示す斜視図である。図１（ｂ）は、コンクリート構造物の芯材の例を示す斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、図１（ｂ）の芯材にセメント系吹付材料が吹き付けられて外殻が形成される状態を示す斜視図である。図２（ｂ）は、構築された外殻から芯材が撤去される状態を示す斜視図である。

【図3】図３は、完成したコンクリート構造物の例を示す斜視図である。

【図4】図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、第１実施形態に係る材料吹付装置によって芯材に材料を吹き付ける手順を示す縦断面図である。

【図5】図５は、第１実施形態に係る材料吹付装置の移動式型枠を示す側面図である。

【図6】図６（ａ）は、吹き付けられた材料の例を示す図である。図６（ｂ）は、吹き付けられた材料の図６（ａ）とは異なる例を示す図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る材料吹付装置の構成の例を示す側面図である。

【図8】図８は、図７の材料吹付装置を図７とは異なる方向から見た縦断面図である。

【図9】図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、ノズルの向きを変えながら材料を吹き付ける状態の例を示す図である。

【図10】図１０は、第１実施形態に係る材料吹付装置のノズル向き可変機構を模式的に示す側面図である。

【図11】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１実施形態に係る材料吹付装置によって２層目の材料を吹き付ける状態を示す断面図である。

【図12】図１２（ａ）は、材料吹付装置の移動式型枠の変形例を示す側面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の移動式型枠を示す平面図である。

【図13】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、変形例に係る材料吹付装置を示す縦断面図である。

【図14】図１４は、第２実施形態に係る材料吹付装置を示す側面図である。

【図15】図１５は、第２実施形態に係る材料吹付装置の移動式型枠を移動させる態様を示す側面図である。

【図16】図１６（ａ）、図１６（ｂ）、図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）は、第３実施形態に係る材料吹付装置及び材料吹付方法の工程を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下では、図面を参照しながら、本開示に係る材料吹付装置及び材料吹付方法の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載のものに限定されない。

【0018】

（第１実施形態）
第１実施形態に係る材料吹付装置及び材料吹付方法では、構造物が構築される。構造物は、一例として、コンクリート構造物である。一般的に、コンクリート構造物を構築するときには、鉄筋を組み立てた後に鉄筋を囲むように型枠を配置し、型枠の内部にコンクリートを打設し、一定期間養生した後に脱枠を行って構造物が構築される。このように、構造物の構築では、型枠の配置を含む複数の工種が混在しており、作業が煩雑であるという現状がある。また、近年は、建設技能者が不足しており、例えば型枠大工等、大工作業員の減少が生じており、今後は大工作業員の人員確保が困難となることが懸念される。

【0019】

本実施形態に係る材料吹付装置及び材料吹付方法では、セメント系吹付材料の吹付によって構造物の外殻構造を構築するため、型枠の配置を不要とすることができ、作業を効率よく行うことができる。その結果、大工作業員等の作業者が不足する状況下であっても、構造物の構築作業を効率よく行うことができる。

【0020】

最初に構造物の構築の例について説明する。本実施形態では、コンクリート構造物を構築する。まず、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、芯材１を設置する。芯材１は、例えば、鋼材２と、エアチューブ３とを含む。一例として、鋼材２は、Ｈ鋼２ｂとＬ鋼２ｃを含む。しかしながら、鋼材は鉄筋等でもよく、その種類は特に限定されない。また、芯材は、エアチューブ３に代えて、エキスパンドメタルを含んでいてもよく、芯材の種類も特に限定されない。

【0021】

まず、長手方向が鉛直方向Ｄ１に沿うように立てた複数の鋼材２を第１方向Ｄ２及び第２方向Ｄ３のそれぞれに沿って並ぶように配置する。このとき、平面視において複数の鋼材２が枠状となるように複数の鋼材２を配置する。第１方向Ｄ２は平面視における複数の鋼材２の長手方向を示しており、第２方向Ｄ３は平面視における複数の鋼材２の短手方向を示している。

【0022】

平面視において、複数の鋼材２は矩形枠状を成すように配置されてもよい。この場合、４本のＬ鋼２ｃが平面視における鋼材２の隅部を構成し、複数のＨ鋼２ｂが平面視における鋼材２の辺部を構成する。例えば、各Ｈ鋼２ｂはフランジ部が平面視における鋼材２の外側を向くように配置され、各Ｌ鋼２ｃはＬ字の外側の面が平面視における鋼材２の外側を向くように配置される。

【0023】

例えば、第１方向Ｄ２に沿って並ぶ複数本（３本）のＨ鋼２ｂからなる２つの組Ｃ１を第２方向Ｄ３に沿って並べた後に、各組Ｃ１の一端及び他端のそれぞれにＬ鋼２ｃを配置する。そして、第２方向Ｄ３に沿って並ぶ一対のＬ鋼２ｃの間にＨ鋼２ｂを配置する。一例として以上のように鋼材２を配置するが、鋼材２の種類、本数及び配置態様は上記の例に限られず適宜変更可能である。

【0024】

鋼材２を配置した後にはエアチューブ３を配置する。エアチューブ３は、例えば、柱状を呈する。長手方向に直交する方向に切断したエアチューブ３の断面は、例えば、角丸長方形状とされている。エアチューブ３は一対の鋼材２の間に配置される。具体例として、エアチューブ３は、Ｈ鋼２ｂのウェブとＬ鋼２ｃの内面との間、及び、第１方向Ｄ２に沿って並ぶ一対のＨ鋼２ｂのウェブ同士の間、のそれぞれに配置される。

【0025】

例えば、エアチューブ３は、長手方向に直交する平面で切断した断面の断面積が大きい第１エアチューブ３ｂと、当該断面の断面積が小さい第２エアチューブ３ｃとを含んでいてもよい。一例として、第１エアチューブ３ｂは当該断面の長辺が第１方向Ｄ２に沿うように配置され、第２エアチューブ３ｃは当該断面の長辺が第２方向Ｄ３に沿うように配置される。

【0026】

例えば、第１方向Ｄ２に沿って並ぶ複数本（一例として４本）の第１エアチューブ３ｂからなる２つの組Ｃ２を第２方向Ｄ３に沿って並べた後に、一対の組Ｃ２の間のそれぞれに複数本（一例として２本）の第２エアチューブ３ｃを配置する。一例として以上のようにエアチューブ３を配置するが、エアチューブ３の種類、形状、大きさ、数及び配置態様は上記の例に限られず適宜変更可能である。

【0027】

芯材１（鋼材２及びエアチューブ３）を配置した後には、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、平面視における芯材１の外周部１ｂに一定の厚さＴの材料Ｍを吹き付けて構造物Ｓの外殻Ｓ１を形成する。本開示において、「材料」とは、時間の経過と共に硬化する材料を示しており、例えば、コンクリート、モルタル又はセメント系材料が挙げられる。

【0028】

この材料Ｍの吹付が本実施形態に係る材料吹付装置及び材料吹付方法によって行われる。本実施形態では、硬化した材料Ｍが外殻Ｓ１となるので型枠を不要とすることが可能である。また、材料Ｍの吹付によって構造物Ｓの外殻Ｓ１を形成できるので、材料Ｍの吹付を自動化すれば構造物Ｓの型枠に相当する外殻Ｓ１の構築を機械的に行うことが可能となる。更に、材料Ｍによって外殻Ｓ１が構成されることにより、脱型作業を不要とすることができ、材料Ｍとして通常のコンクリートよりも緻密性や強度が高い材料を用いた場合は外殻Ｓ１の構造の耐久性を高める効果も期待できる。また、芯材１がＨ鋼２ｂを含む場合には、Ｈ鋼２ｂによって構造物Ｓの構造としての性能が向上する。

【0029】

例えば、材料Ｍは、材料吹付装置から吹き出された時点で自立可能な材料によって構成されており、自立させた状態で吹付を続けることが可能な材料である。一例として、材料Ｍはセメント系材料である。材料Ｍの吹付は、例えば、鋼材２の外周面２ｄ、及びエアチューブ３の外周面３ｄに対して行われる。鋼材２の外周面２ｄは、例えば、Ｈ鋼２ｂのフランジの外面、及びＬ鋼２ｃの外側の面を含む。エアチューブ３の外周面３ｄは、一対の鋼材２（Ｈ鋼２ｂ又はＬ鋼２ｃ）の間から露出するエアチューブ３の外面である。

【0030】

材料Ｍの吹付を行って材料Ｍが硬化した後には、エアチューブ３を取り出してエアチューブ３を撤去する。その後、図２（ｂ）及び図３に示されるように、外殻Ｓ１の内部の中空部分Ｓ２に鉄筋かごを配置してコンクリートＳ３を打設した後に、コンクリート構造物である構造物Ｓの構築が完了する。

【0031】

ところで、図２（ａ）に示されるように、材料Ｍの吹付を行うときに、芯材１の外周部１ｂに直接（例えば外周部１ｂの面に直交する方向から）材料Ｍの吹付を行うと、吹き付けた材料Ｍが飛び散って材料Ｍのリバウンド（材料Ｍが跳ね返る現象）が生じ、材料Ｍのロスが生じうる。また、吹き付けた材料Ｍの側面（表面）の仕上げ、及び吹付厚さである厚さＴの調整が必要であり、更に、材料Ｍの吹付のためのスペースを十分に確保できない場合が生じうる。

【0032】

これに対し、本実施形態に係る材料吹付装置及び材料吹付方法では、上記の種々の問題を解決可能とされている。図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、本実施形態に係る材料吹付装置１０を模式的に示す縦断面図である。図４（ａ）に示されるように、材料吹付装置１０は、芯材１に対向する移動式型枠１１と、材料Ｍを吹き付ける吹付ノズル１２とを備える。

【0033】

図５は、移動式型枠１１を拡大した移動式型枠１１の側面図である。図４及び図５に示されるように、移動式型枠１１は、例えば、芯材１に対向する型枠面１１ｂを有する型枠面部１１ｃと、型枠面部１１ｃを芯材１の反対側において支持する支持部１１ｄとを備える。

【0034】

本開示において、「移動式型枠」とは、移動することが可能とされた型枠を示している。「移動式型枠」は、施工中に移動する型枠だけでなく、現場の状況によっては移動しない型枠も含んでいる。具体例として、後述する図１６のように芯材５１が低くて移動させる必要がない移動式型枠４１も含まれる。本開示において、「型枠面」とは、芯材に対向する移動式型枠の面を示している。「型枠面」は、例えば、芯材に対向する移動式型枠の平坦状の面である。しかしながら、「型枠面」は、平坦面以外の面であってもよく、例えば、曲面状、又は少なくとも一部に凹凸を有する形状であってもよい。

【0035】

例えば、型枠面１１ｂは矩形状を呈し、型枠面部１１ｃは板状を呈する。一例として、支持部１１ｄは、側面視において型枠面部１１ｃから離れるに従って縮小する台形状とされている。しかしながら、型枠面１１ｂ、型枠面部１１ｃ及び支持部１１ｄの形状は、上記の例に限られず適宜変更可能である。一例として、移動式型枠は曲面状の型枠面を有していてもよい。

【0036】

移動式型枠１１は、例えば、鋼製である。しかしながら、移動式型枠１１は、例えば、木製や樹脂製であってもよく、移動式型枠１１の材料は特に限定されない。移動式型枠１１は、芯材１との距離が前述した厚さＴと一致するように型枠面１１ｂが芯材１に対向するように配置される。

【0037】

吹付ノズル１２は、例えば、移動式型枠１１に支持されている。一例として、吹付ノズル１２は、支持機構（不図示）を介して移動式型枠１１の支持部１１ｄに支持されている。吹付ノズル１２は、芯材１及び移動式型枠１１の間に形成される空間Ｋに対向する。吹付ノズル１２は、芯材１及び移動式型枠１１が並ぶ方向Ｄ４（一例として水平方向）に対して交差（一例として直交）する方向Ｄ５に沿って空間Ｋに対向する。方向Ｄ５は、例えば、鉛直方向Ｄ１と一致していてもよい。また、方向Ｄ５は、型枠面１１ｂに平行な方向であってもよい。

【0038】

次に、本実施形態に係る材料吹付方法の例について説明する。まず、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されるように、芯材１に対向する位置に空間Ｋを隔てて移動式型枠１１を設置する（移動式型枠を設置する工程）。そして、吹付ノズル１２を空間Ｋと方向Ｄ５に沿って並ぶように配置する（吹付ノズルを配置する工程）。

【0039】

上記のように、吹付ノズル１２を配置した状態で吹付ノズル１２から方向Ｄ５に沿うように材料Ｍを吹き出す（材料を吹き付ける工程）。方向Ｄ５は型枠面１１ｂに沿う方向であるため、このとき、型枠面１１ｂに沿って材料Ｍが吹き付けられる。

【0040】

「型枠面に沿う方向に材料を吹き付ける」とは、移動式型枠が移動する方向に沿うように材料を吹き付けること、及び、芯材に沿う方向に材料を吹き付けること、の双方を含む。更に、「型枠面に沿う方向に材料を吹き付ける」ことには、型枠面に対して平行に材料を吹き付けることだけでなく、後述する図９等に示されるように、型枠面（又は芯材）に対して斜めに吹き付ける場合も含まれる。「型枠面に対して斜めに吹き付ける場合」は、材料が飛び散らない程度に吹付ノズル傾けて材料を吹き付けることを示している。なお、図４の具体例では、吹付ノズル１２は鉛直下方に材料Ｍを吹き出す。吹付ノズル１２から吹き出した材料Ｍは空間Ｋに充填される。材料Ｍは吹付ノズル１２から吹き出された後に時間の経過と共に硬化する（材料を硬化する工程）。

【0041】

材料Ｍの硬化速度に合わせて（例えば、材料Ｍが自立可能な時点で）、図４（ｃ）に示されるように、移動式型枠１１及び吹付ノズル１２が方向Ｄ５（例えば鉛直上方）に沿って移動する（移動式型枠を移動する工程）。例えば、吹付ノズル１２は移動式型枠１１と一体的に移動する（吹付ノズルを移動する工程）。その後吹付ノズル１２が方向Ｄ５に沿うように材料Ｍを吹き出す。

【0042】

以上のように、移動式型枠１１の方向Ｄ５に沿った移動、吹付ノズル１２の方向Ｄ５に沿った材料Ｍの吹き出し、及び材料Ｍの自立、を繰り返しながら材料Ｍを吹き付けていくことにより、外殻Ｓ１の構築が完了する。このように材料Ｍの吹付を行うことにより、狭隘なスペースで吹付のための十分なスペースを確保できない場合であっても、材料Ｍの吹付を効率よく行うことができる。

【0043】

ここで、吹付ノズル１２の材料Ｍの吹付量は、材料Ｍの硬化速度に合わせて調整されてもよい。また、材料吹付装置１０は、例えば、急結剤又は硬化促進剤を空間Ｋに注入する注入ノズル１３を備えていてもよい。一例として、注入ノズル１３は、移動式型枠１１の下部に固定されており、型枠面１１ｂの下部の位置に急結剤又は硬化促進剤を吹き出す開口１３ｂを有してもよい。注入ノズル１３は、充填された材料Ｍに養生剤を散布する養生剤散布ノズルであってもよい。この場合、充填された材料Ｍの表面に対して自動的に養生剤を散布することができる。

【0044】

材料吹付装置１０は、移動式型枠１１が方向Ｄ５に沿って移動するときに材料Ｍの表面を均す均し部材１９を備えていてもよい。例えば、均し部材１９は、移動式型枠１１の下部に取り付けられた均し刃であって、移動式型枠１１が方向Ｄ５に沿って移動するときに移動式型枠１１から露出する材料Ｍの表面Ｍ５に当てられる。このように、移動式型枠１１の移動と共に均し部材１９が材料Ｍの表面Ｍ５に当てられた状態で移動するので、材料Ｍの表面Ｍ５の均し作業を移動式型枠１１の移動と共に自動的に行うことができる。

【0045】

材料吹付装置１０による材料Ｍの吹付の方法は適宜変更可能である。例えば、図６（ａ）に示されるように、芯材１及び移動式型枠１１の間に形成された空間Ｋへの方向Ｄ５に沿った材料Ｍの吹付、方向Ｄ５に沿った移動式型枠１１及び吹付ノズル１２の移動、を繰り返しながら、吹付エリアＡ１、吹付エリアＡ２、吹付エリアＡ３、吹付エリアＡ４・・・の順に材料Ｍの吹付を行ってもよい。

【0046】

吹付エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対し、複数の材料吹付装置１０によって材料Ｍの吹付を行ってもよい。また、材料吹付装置１０は、吹付エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が並ぶ方向Ｄ６における移動式型枠１１の両端のそれぞれに空間Ｋを封止する封止材１４を備えていてもよい。

【0047】

例えば、封止材１４は、移動式型枠１１に対して着脱可能とされている。一例として、封止材１４は、鉛直下方から鉛直上方に向かって吹付エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に対する材料Ｍの吹付を行うときに移動式型枠１１に取り付けられていてもよく、吹付エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の上端まで吹付が終わったときに移動式型枠１１から取り外されてもよい。

【0048】

封止材１４により、空間Ｋからの材料Ｍの方向Ｄ６への漏れを抑制することが可能となり、材料Ｍのロスを更に低減できる。また、方向Ｄ６に沿って吹付エリアＡ１、吹付エリアＡ２、吹付エリアＡ３、吹付エリアＡ４・・・のように順次吹付を行う場合、例えば、吹付エリアＡ４の吹付のときに、隣接する吹付エリアＡ３に吹き付けられた材料Ｍを（例えば封止材１４に代えて）封止材として用いることができる。

【0049】

図６（ｂ）に示されるように、材料吹付装置１０は、封止材１４に代えて、方向Ｄ６の両端に、方向Ｄ６に突出する凸部、及び方向Ｄ６に窪む凹部を含む凹凸面１４ｂが形成された封止材１４ｃを備えていてもよい。この場合、吹付エリアＡ１と吹付エリアＡ２の間、吹付エリアＡ２と吹付エリアＡ３の間、及び吹付エリアＡ３と吹付エリアＡ４の間、のそれぞれに凹凸Ｍ１が形成されるように材料Ｍの吹付を行うことが可能となる。従って、吹付エリアＡ１と吹付エリアＡ２の間、吹付エリアＡ２と吹付エリアＡ３の間、及び吹付エリアＡ３と吹付エリアＡ４の間、のそれぞれにおける接触面積を大きくすることができるので、外殻Ｓ１の一体性を高めることが可能となる。

【0050】

図７は、材料吹付装置１０の構成の詳細の例を示す正面図（型枠面１１ｂに直交する方向から見た図）である。図８は、材料吹付装置１０の構成の詳細を示す縦断面図である。図７及び図８に示されるように、材料吹付装置１０は、例えば、移動式型枠１１を移動させる移動機構１５を備える。

【0051】

移動機構１５は、例えば、移動式型枠１１が移動する方向Ｄ５に延びる移動フレーム１６と、移動フレーム１６に沿って移動式型枠１１を移動させる駆動部１７とを有する。駆動部１７は吹付ノズル１２を移動させてもよい。例えば、吹付ノズル１２は、移動フレーム１６を介して移動式型枠１１に移動可能に支持されている。

【0052】

移動フレーム１６を介して吹付ノズル１２が移動式型枠１１に支持される場合、移動式型枠１１と吹付ノズル１２とを一体として移動させることができるので、吹付ノズル１２を単体として移動させる手間を低減できる。一例として、移動フレーム１６は、方向Ｄ６に沿って並ぶと共に各々が方向Ｄ５に延在する一対のレール１６ｂを有し、駆動部１７は一対のレール１６ｂに沿うように移動式型枠１１を移動させる。

【0053】

例えば、移動フレーム１６は、吹付ノズル１２を移動可能に支持するノズル支持フレーム１６ｃを含んでいてもよい。一例として、ノズル支持フレーム１６ｃは、移動式型枠１１から鉛直上方に延びると共に方向Ｄ６に沿って並ぶ一対の柱部１６ｄと、一対の柱部１６ｄの間で方向Ｄ６に延在するレール１６ｆとを有する。

【0054】

一例として、レール１６ｂは、移動式型枠１１の方向Ｄ６の両端のそれぞれに配置され、一対のレール１６ｂの間において移動式型枠１１は方向Ｄ５に沿って移動する。例えば、移動式型枠１１の方向Ｄ６の両端のそれぞれから柱部１６ｄが鉛直上方に延びていてもよく、一対の柱部１６ｄの間の領域が吹付ノズル１２の移動可能領域である。

【0055】

この場合、吹付ノズル１２は、一対の柱部１６ｄの間において方向Ｄ６に移動自在とされている。また、吹付ノズル１２を移動可能に支持するレール１６ｆは、例えば、柱部１６ｄから芯材１側に突出する。これにより、芯材１と移動式型枠１１の間に形成される空間Ｋの鉛直上方に吹付ノズル１２が位置する状態が実現される。

【0056】

なお、柱部１６ｄに対してレール１６ｆが方向Ｄ５に沿って移動可能であってもよい。この場合、移動式型枠１１及び空間Ｋに対する吹付ノズル１２の距離を調整することが可能となる。以上のように移動フレーム１６が縦横に延びるレールを備えることにより、移動式型枠１１の移動、及び吹付ノズル１２による材料Ｍの吹付を自動化させることが可能となる。

【0057】

また、材料吹付装置１０は、移動フレーム１６の下部に取り付けられたローラ１８を備えていてもよい。例えば、一対のレール１６ｂの下端のそれぞれにローラ１８が取り付けられている。この場合、ローラ１８を転動させることによって、移動フレーム１６、移動式型枠１１及び吹付ノズル１２を方向Ｄ６に移動させることができる。

【0058】

図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図１０に示されるように、方向Ｄ５に対する吹付ノズル１２の角度θ（吹付ノズル１２からの材料Ｍの吹付の方向）が可変であってもよい。例えば、材料吹付装置１０は、吹付ノズル１２の向き（角度θ）を可変とするノズル向き調整機構２２を備えていてもよい。

【0059】

この場合、ノズル向き調整機構２２によって方向Ｄ５に対する吹付ノズル１２の角度θを調整することが可能となる。その結果、芯材１に移動式型枠１１が対向する方向である方向Ｄ４に均一に材料Ｍを吹き付けることができるので、材料Ｍの吹付の均一性を高めることができる。

【0060】

図１１に示されるように、材料Ｍの吹付は、方向Ｄ４に沿って複数層行ってもよい。すなわち、方向Ｄ５に沿って行う材料Ｍの吹付を、材料Ｍの層Ｌ１と層Ｌ２が方向Ｄ４に積層されるように、複数回行ってもよい。この場合、芯材１と移動式型枠１１の間に吹付ノズル１２から方向Ｄ５に沿って材料Ｍを吹き付けて、方向Ｄ５に沿った材料Ｍの吹付及び硬化を行って層Ｌ１を形成する。その後、移動式型枠１１及び吹付ノズル１２を層Ｌ１から離れるように移動させ、層Ｌ１と移動式型枠１１の間に吹付ノズル１２から材料Ｍを方向Ｄ５に沿って吹き付けて層Ｌ２を形成する。

【0061】

例えば、移動式型枠１１の型枠面部１１ｃは、支持部１１ｄに対して着脱可能であってもよい。一例として、図１１（ｂ）、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、例えば、型枠面部１１ｃに代えて凹凸２１ｄ付きの型枠面２１ｂを有する型枠面部２１ｃが支持部１１ｄに取り付けられてもよい。この場合、例えば１層目の材料Ｍの表面に、方向Ｄ４に突出する凸部Ｍ２、及び方向Ｄ４に窪む凹部Ｍ３を形成することができる。一例として、方向Ｄ５に沿って見たときの凹凸２１ｄの形状は台形状とされている。

【0062】

例えば、芯材１に対して材料Ｍを吹き付けて層Ｌ１を形成するときには、支持部１１ｄに凹凸２１ｄ付きの型枠面部２１ｃを取り付けて、芯材１と型枠面２１ｂの間に方向Ｄ５に沿って吹付ノズル１２から材料Ｍを吹き付ける。このように材料Ｍの吹付を行うことにより、方向Ｄ５に沿って見たときに、凸部Ｍ２及び凹部Ｍ３が形成された層Ｌ１を形成することが可能となる。すなわち、方向Ｄ５に延在する凹凸２１ｄを有する型枠面部２１ｃを支持部１１ｄに取り付けて材料Ｍの吹付を行うことにより、移動式型枠１１の方向Ｄ５への移動に抵抗することなく、層Ｌ１の表面に凸部Ｍ２及び凹部Ｍ３を形成できる。

【0063】

そして、層Ｌ２を形成するときには、支持部１１ｄに凹凸を有しない平坦状の型枠面部１１ｃを取り付けて、層Ｌ１と型枠面１１ｂの間に方向Ｄ５に沿って吹付ノズル１２から材料Ｍを吹き付ける。このとき、層Ｌ１の凸部Ｍ２及び凹部Ｍ３と型枠面１１ｂとの間に材料Ｍが充填されて硬化する。

【0064】

これにより、層Ｌ１と層Ｌ２の間に凹凸が形成されるように材料Ｍの吹付を行うことが可能となる。従って、層Ｌ１と層Ｌ２の間の接触面積を大きくすることができるので、層Ｌ１と層Ｌ２の一体性を高めることができる。なお、上記の例では、層Ｌ１及び層Ｌ２の２層からなる外殻Ｓ１を構築する例について説明したが、層の数は１又は３以上であってもよい。

【0065】

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、材料吹付装置１０は、移動式型枠１１が方向Ｄ５に沿って移動するときに養生シート２０ｂが材料Ｍの表面Ｍ５に沿って引き出されるロール部材２０を備えていてもよい。ロール部材２０は、例えば、移動式型枠１１の下部に取り付けられており、移動式型枠１１が方向Ｄ５に沿って移動するときに移動式型枠１１から露出する材料Ｍの表面Ｍ５に沿うように養生シート２０ｂを繰り出す。この場合、移動式型枠１１の移動と共にロール部材２０が養生シート２０ｂを材料Ｍの表面Ｍ５に沿うように養生シート２０ｂを繰り出すので、材料Ｍの表面Ｍ５への養生シート２０ｂの配置を移動式型枠１１の移動と共に自動的に行うことができる。養生シート２０ｂにより、吹付けた材料Ｍが封緘養生され、硬化後の品質を向上させることができる。なお，養生シート２０ｂを繰り出す機構の代わりに、塗膜養生材を散布する機構を設けてもよい。

【0066】

次に、本実施形態に係る材料吹付装置１０及び材料吹付方法から得られる作用効果について詳細に説明する。例えば図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示されるように、本実施形態に係る材料吹付装置１０及び材料吹付方法では、芯材１に材料Ｍが吹き付けられる。このとき、移動式型枠１１が空間Ｋを隔てて芯材１に対向し、吹付ノズル１２から材料Ｍが空間Ｋに吹き付けられる。

【0067】

吹付ノズル１２は、空間Ｋに対し、移動式型枠１１の型枠面１１ｂが沿う方向である方向Ｄ５に沿って材料Ｍを吹き付ける。従って、材料Ｍは芯材１及び移動式型枠１１の型枠面１１ｂに沿って吹き付けられるので、吹き付けられた材料Ｍを飛び散らないようにすることができる。すなわち、吹き付けられた材料Ｍが飛び散ったり跳ね返ったりすることを抑制することができる。よって、芯材１と移動式型枠１１の間に形成された空間Ｋに効率よく材料Ｍを充填することができるので、吹き付けられる材料Ｍのロスを低減させることができる。

【0068】

吹付ノズル１２は、空間Ｋの鉛直上方に設けられ、空間Ｋの鉛直上方から鉛直下方に材料Ｍを吹き付けてもよい。この場合、芯材１と移動式型枠１１の間に形成される空間Ｋに対して鉛直下方に材料Ｍが吹き付けられるので、空間Ｋから外への材料Ｍの飛散を抑制することができる。従って、材料Ｍのロスをより確実に低減させることができる。

【0069】

図７及び図８に示されるように、材料吹付装置１０は、移動式型枠１１を移動させる移動機構１５を備え、移動機構１５は、移動式型枠１１が移動する方向に延びる移動フレーム１６と、移動フレーム１６に沿って移動式型枠１１を移動させる駆動部１７と、を有してもよい。この場合、駆動部１７の駆動力によって、移動フレーム１６に沿って移動式型枠１１を移動させることができる。

【0070】

図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図１０に示されるように、材料吹付装置１０は、吹付ノズル１２の向きを可変とするノズル向き調整機構２２を備えてもよい。この場合、ノズル向き調整機構２２によって吹付ノズル１２の向きを変えながら材料Ｍの吹付を行うことができる。よって、吹き付けられる材料Ｍの量の偏りを低減させて、材料Ｍの吹付の均一性を高めることができる。

【0071】

また、本実施形態では、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に例示されるように、芯材１に対向する位置に移動式型枠１１を配置する工程と、移動式型枠１１と芯材１の間に吹付ノズル１２から材料を吹き付ける工程とを備え、材料を吹き付ける工程では、芯材１及び移動式型枠１１の間に形成される空間Ｋに対し、移動式型枠１１の型枠面１１ｂに沿う方向Ｄ５に材料Ｍを吹き付けることで構造物Ｓの外殻Ｓ１を形成する外殻の構築方法（構造物の外殻構築）について説明した。この外殻の構築方法によれば、硬化した材料Ｍが外殻Ｓ１となるので型枠を不要とすることができる。また、材料Ｍの吹付によって外殻Ｓ１を形成できるので外殻Ｓ１の構築を機械的に行うことができる。更に、材料Ｍによって外殻Ｓ１が構成されることにより、脱型作業を不要とすることができ、材料Ｍとして通常のコンクリートよりも緻密性や強度が高い材料を用いた場合は外殻Ｓ１の構造の耐久性を高める効果も期待できる。

【0072】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る材料吹付装置３０及び材料吹付方法について図１４及び図１５を参照しながら説明する。第２実施形態に係る材料吹付装置３０及び材料吹付方法の一部の構成は、前述した材料吹付装置１０及び材料吹付方法の一部の構成と同一であるため、以下では前述と重複する説明を適宜省略する。

【0073】

前述の第１実施形態では、鉛直方向に移動する移動式型枠１１と、鉛直方向に材料Ｍを吹き付ける吹付ノズル１２とを備える材料吹付装置１０について説明した。これに対し、材料吹付装置３０は、吹付エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が並ぶ方向Ｄ６に沿って移動する移動式型枠３１と、移動式型枠３１の型枠面に沿う方向Ｄ５に材料Ｍを吹き付ける吹付ノズル３２とを備える。

【0074】

材料吹付装置３０は、方向Ｄ６に延在すると共に方向Ｄ５に沿って並ぶ一対の移動フレーム３５を更に備える。移動式型枠３１は、移動フレーム３５に対して方向Ｄ６に沿って移動可能に支持されている。移動式型枠３１が移動する方向Ｄ６は、吹付ノズル３２が材料Ｍを吹き付ける方向Ｄ５に対して交差している。一例として、方向Ｄ５は鉛直方向であり、方向Ｄ６は水平方向である。

【0075】

第２実施形態に係る材料吹付方法では、芯材１及び移動式型枠３１の間に形成された空間への方向Ｄ５に沿った材料Ｍの吹付（材料を吹き付ける工程）、方向Ｄ６に沿った移動式型枠３１及び吹付ノズル３２の移動（移動式型枠を移動する工程）、を繰り返しながら、吹付エリアＡ１、吹付エリアＡ２、吹付エリアＡ３、吹付エリアＡ４の順に材料Ｍの吹付を行う。具体的には、まず、吹付エリアＡ１において、芯材１の前に移動式型枠３１の型枠面を空間を隔てて対面させ（移動式型枠を配置する工程）、この空間に吹付ノズル３２が方向Ｄ５に沿って材料Ｍの吹き付けを行う。

【0076】

吹付エリアＡ１に材料Ｍを吹き付けて吹付エリアＡ１の材料Ｍが硬化し（材料を硬化さえる工程）、移動式型枠３１を方向Ｄ６に移動させ（移動式型枠を移動させる工程）、吹付エリアＡ２において芯材１の前に移動式型枠３１の型枠面を空間を隔てて対面させる。そして、吹付エリアＡ２における芯材１と移動式型枠３１の間の空間に、上記同様、吹付ノズル３２により材料Ｍの吹付を行う（材料を吹き付ける工程）。以上のように、移動式型枠３１の方向Ｄ６への移動、及び移動式型枠３１と芯材１の間への吹付ノズル３２からの方向Ｄ５に沿った材料Ｍの吹付、を繰り返した後に材料吹付方法の一連の工程が完了する。

【0077】

以上、第２実施形態に係る材料吹付装置３０及び材料吹付方法では、吹付ノズル３２は、移動式型枠３１と芯材１との間に形成された空間に対し、移動式型枠３１の型枠面に沿う方向である方向Ｄ５に材料Ｍを吹き付ける。従って、材料Ｍは芯材１及び移動式型枠３１の型枠面に沿って吹き付けられるので、吹き付けられた材料Ｍを飛び散らないようにすることができる。従って、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0078】

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る材料吹付装置４０及び材料吹付方法について説明する。材料吹付装置４０は、移動式型枠４１と、移動式型枠４１の型枠面４１ｂに沿う方向Ｄ５に材料Ｍを吹き付ける吹付ノズル４２とを備える。第３実施形態では、芯材５１の高さが前述した芯材１よりも低いので、移動式型枠４１は移動しない。芯材５１に空間Ｋを隔てて移動式型枠４１の型枠面４１ｂを対向させた状態で、吹付ノズル４２が方向Ｄ５に沿った空間Ｋへの材料Ｍの吹付を行う。

【0079】

第３実施形態に係る材料吹付方法では、まず図１６（ａ）に示されるように、芯材５１に対向する位置に空間Ｋを隔てて移動式型枠４１を設置し（移動式型枠を設置する工程）、吹付ノズル４２を空間Ｋと方向Ｄ５に沿って並ぶように配置する（吹付ノズルを配置する工程）。

【0080】

そして、図１６（ｂ）及び図１６（ｃ）に示されるように、吹付ノズル４２から方向Ｄ５に沿うように材料Ｍを吹き付ける（材料を吹き付ける工程）。材料Ｍの吹付によって空間Ｋに材料Ｍを充填させた後に材料Ｍを硬化させ（材料を硬化する工程）、その後、図１６（ｄ）に示されるように、移動式型枠４１を材料Ｍから外した後に材料吹付方法の一連の工程が完了する。

【0081】

以上、第３実施形態に係る材料吹付装置４０及び材料吹付方法では、吹付ノズル４２は移動式型枠４１と芯材５１との間に形成された空間Ｋに対し、移動式型枠４１の型枠面４１ｂに沿う方向である方向Ｄ５に材料Ｍを吹き付ける。従って、前述した各実施形態と同様の作用効果が得られる。

【0082】

以上、本開示に係る材料吹付装置及び材料吹付方法の種々の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、前述した実施形態の各例に限定されない。すなわち、本発明が特許請求の範囲に記載された要旨を変更しない範囲において種々の変形及び変更が可能であることは、当業者によって容易に認識される。例えば、材料吹付装置の各部の構成、形状、大きさ、数、材料及び配置態様、並びに、材料吹付方法の工程の内容及び順序は、前述した内容に限られず適宜変更可能である。

【0083】

例えば、前述した実施形態では、材料Ｍがセメント系材料である例について説明した。しかしながら、材料Ｍは、例えば樹脂系材料等であってもよく、セメント系材料以外の材料であってもよい。

【0084】

また、前述した実施形態では、移動式型枠１１が鉛直方向Ｄ１に沿って移動する例について説明した。しかしながら、移動式型枠が移動する方向は、例えば、水平方向又は斜め方向等、鉛直方向以外の方向であってもよい。この場合も、移動式型枠の型枠面に沿って吹付ノズルが材料を吹き付けることにより、材料のリバウンドを抑制できるので、前述と同様の効果が得られる。なお、吹付ノズルが材料を吹き付ける方向も、型枠面に沿った方向であれば、特に限定されない。

【0085】

また、前述した実施形態では、芯材１が延びる方向に移動式型枠１１が移動フレーム１６に沿って移動する例について説明した。しかしながら、移動式型枠が移動する方向、及び移動フレームが延びる方向は、上記の例に限定されない。例えば、芯材に接近及び離間する方向に移動フレームが延びていて、当該方向に沿って移動式型枠が移動してもよい。

【0086】

また、前述した実施形態では、材料吹付装置１０による材料Ｍの吹付で構造物Ｓの外殻Ｓ１を構築する例について説明した。しかしながら、本発明に係る材料吹付装置及び材料吹付方法は、外殻構造の構築以外にも適用可能である。また、本発明に係る材料吹付装置及び材料吹付方法は、前述したようにコンクリート構造物の構築にも適用可能であるし、コンクリート構造物以外の構造物の構築にも適用可能である。例えば、本発明は、材料の吹付による部材の補修工事にも適用可能であり、種々の現場に適用させることが可能である。

【符号の説明】

【0087】

１…芯材、１ｂ…外周部、２…鋼材、２ｂ…Ｈ鋼、２ｃ…Ｌ鋼、２ｄ…外周面、３…エアチューブ、３ｂ…第１エアチューブ、３ｃ…第２エアチューブ、３ｄ…外周面、１０…材料吹付装置、１１…移動式型枠、１１ｂ，２１ｂ…型枠面、１１ｃ，２１ｃ…型枠面部、１１ｄ…支持部、１２…吹付ノズル、１３…注入ノズル、１３ｂ…開口、１４，１４ｃ…封止材、１４ｂ…凹凸面、１５…移動機構、１６…移動フレーム、１６ｂ，１６ｆ…レール、１６ｃ…ノズル支持フレーム、１６ｄ…柱部、１７…駆動部、１８…ローラ、１９…均し部材、２０…ロール部材、２０ｂ…養生シート、２１ｄ…凹凸、２２…ノズル向き調整機構、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４…吹付エリア、Ｃ１，Ｃ２…組、Ｄ１…鉛直方向、Ｄ２…第１方向、Ｄ３…第２方向、Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６…方向、Ｋ…空間、Ｌ１，Ｌ２…層、Ｍ…材料、Ｍ１…凹凸、Ｍ２…凸部、Ｍ３…凹部、Ｍ５…表面、Ｓ…構造物、Ｓ１…外殻、Ｓ２…中空部分、Ｓ３…コンクリート、θ…角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】